OSDN Git Service

slab: Rename list3/l3 to node
[uclinux-h8/linux.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  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_cache_node {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
309 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
312 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 static int slab_early_init = 1;
322
323 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
324 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
325
326 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
327 {
328         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
329         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
330         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
331         parent->shared = NULL;
332         parent->alien = NULL;
333         parent->colour_next = 0;
334         spin_lock_init(&parent->list_lock);
335         parent->free_objects = 0;
336         parent->free_touched = 0;
337 }
338
339 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
340         do {                                                            \
341                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
342                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
343         } while (0)
344
345 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
346         do {                                                            \
347         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
348         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
349         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
350         } while (0)
351
352 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
353 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
354
355 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
356 /*
357  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
358  * cpucache drain/refill cycles.
359  *
360  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
361  * which could lock up otherwise freeable slabs.
362  */
363 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
364 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
365
366 #if STATS
367 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
368 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
369 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
370 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
371 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
372 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
373         do {                                                            \
374                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
375                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
376         } while (0)
377 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
378 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
379 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
380 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
381 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
382         do {                                                            \
383                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
384                         (x)->max_freeable = i;                          \
385         } while (0)
386 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
387 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
388 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
389 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
390 #else
391 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
392 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
393 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
394 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
395 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
396 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
397 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
398 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
399 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
400 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
401 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
402 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
404 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
405 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
406 #endif
407
408 #if DEBUG
409
410 /*
411  * memory layout of objects:
412  * 0            : objp
413  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
414  *              the end of an object is aligned with the end of the real
415  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
416  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
417  *              redzone word.
418  * cachep->obj_offset: The real object.
419  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
420  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
421  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
422  */
423 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
424 {
425         return cachep->obj_offset;
426 }
427
428 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
429 {
430         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
431         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
432                                       sizeof(unsigned long long));
433 }
434
435 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
436 {
437         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
438         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
439                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
440                                               sizeof(unsigned long long) -
441                                               REDZONE_ALIGN);
442         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
443                                        sizeof(unsigned long long));
444 }
445
446 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
447 {
448         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
449         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
450 }
451
452 #else
453
454 #define obj_offset(x)                   0
455 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
456 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
457 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
458
459 #endif
460
461 /*
462  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
463  * overridden on the command line.
464  */
465 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
466 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
467 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
468 static bool slab_max_order_set __initdata;
469
470 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
471 {
472         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
473         return page->slab_cache;
474 }
475
476 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
477 {
478         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
479
480         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
481         return page->slab_page;
482 }
483
484 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
485                                  unsigned int idx)
486 {
487         return slab->s_mem + cache->size * idx;
488 }
489
490 /*
491  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
492  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
493  *   we can replace (offset / cache->size) by
494  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
495  */
496 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
497                                         const struct slab *slab, void *obj)
498 {
499         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
500         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
501 }
502
503 static struct arraycache_init initarray_generic =
504     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
505
506 /* internal cache of cache description objs */
507 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
508         .batchcount = 1,
509         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
510         .shared = 1,
511         .size = sizeof(struct kmem_cache),
512         .name = "kmem_cache",
513 };
514
515 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
516
517 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
518
519 /*
520  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
521  * for other slabs "off slab".
522  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
523  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
524  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
525  *
526  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
527  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
528  * then comes back up during hotplug
529  */
530 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
531 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
532
533 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
534 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
535
536 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
537                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
538                 int q)
539 {
540         struct array_cache **alc;
541         struct kmem_cache_node *n;
542         int r;
543
544         n = cachep->node[q];
545         if (!n)
546                 return;
547
548         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
549         alc = n->alien;
550         /*
551          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
552          * should go away when common slab code is taught to
553          * work even without alien caches.
554          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
555          * for alloc_alien_cache,
556          */
557         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
558                 return;
559         for_each_node(r) {
560                 if (alc[r])
561                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
562         }
563 }
564
565 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
566 {
567         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
568 }
569
570 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
571 {
572         int node;
573
574         for_each_online_node(node)
575                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
576 }
577
578 static void init_node_lock_keys(int q)
579 {
580         int i;
581
582         if (slab_state < UP)
583                 return;
584
585         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
586                 struct kmem_cache_node *n;
587                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
588
589                 if (!cache)
590                         continue;
591
592                 n = cache->node[q];
593                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
594                         continue;
595
596                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
597                                 &on_slab_alc_key, q);
598         }
599 }
600
601 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
602 {
603         if (!cachep->node[q])
604                 return;
605
606         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
607                         &on_slab_alc_key, q);
608 }
609
610 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
611 {
612         int node;
613
614         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
615         for_each_node(node)
616                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
617 }
618
619 static inline void init_lock_keys(void)
620 {
621         int node;
622
623         for_each_node(node)
624                 init_node_lock_keys(node);
625 }
626 #else
627 static void init_node_lock_keys(int q)
628 {
629 }
630
631 static inline void init_lock_keys(void)
632 {
633 }
634
635 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
636 {
637 }
638
639 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
640 {
641 }
642
643 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
644 {
645 }
646
647 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
648 {
649 }
650 #endif
651
652 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
653
654 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
655 {
656         return cachep->array[smp_processor_id()];
657 }
658
659 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
660 {
661         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
662 }
663
664 /*
665  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
666  */
667 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
668                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
669                            unsigned int *num)
670 {
671         int nr_objs;
672         size_t mgmt_size;
673         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
674
675         /*
676          * The slab management structure can be either off the slab or
677          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
678          * slab is used for:
679          *
680          * - The struct slab
681          * - One kmem_bufctl_t for each object
682          * - Padding to respect alignment of @align
683          * - @buffer_size bytes for each object
684          *
685          * If the slab management structure is off the slab, then the
686          * alignment will already be calculated into the size. Because
687          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
688          * correct alignment when allocated.
689          */
690         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
691                 mgmt_size = 0;
692                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
693
694                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
695                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
696         } else {
697                 /*
698                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
699                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
700                  * least @align. In the worst case, this result will
701                  * be one greater than the number of objects that fit
702                  * into the memory allocation when taking the padding
703                  * into account.
704                  */
705                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
706                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
707
708                 /*
709                  * This calculated number will be either the right
710                  * amount, or one greater than what we want.
711                  */
712                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
713                        > slab_size)
714                         nr_objs--;
715
716                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
717                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
718
719                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
720         }
721         *num = nr_objs;
722         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
723 }
724
725 #if DEBUG
726 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
727
728 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
729                         char *msg)
730 {
731         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
732                function, cachep->name, msg);
733         dump_stack();
734         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
735 }
736 #endif
737
738 /*
739  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
740  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
741  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
742  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
743  * line
744   */
745
746 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
747 static int __init noaliencache_setup(char *s)
748 {
749         use_alien_caches = 0;
750         return 1;
751 }
752 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
753
754 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
755 {
756         get_option(&str, &slab_max_order);
757         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
758                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
759         slab_max_order_set = true;
760
761         return 1;
762 }
763 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
764
765 #ifdef CONFIG_NUMA
766 /*
767  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
768  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
769  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
770  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
771  */
772 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
773
774 static void init_reap_node(int cpu)
775 {
776         int node;
777
778         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
779         if (node == MAX_NUMNODES)
780                 node = first_node(node_online_map);
781
782         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
783 }
784
785 static void next_reap_node(void)
786 {
787         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
788
789         node = next_node(node, node_online_map);
790         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
791                 node = first_node(node_online_map);
792         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
793 }
794
795 #else
796 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
797 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
798 #endif
799
800 /*
801  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
802  * via the workqueue/eventd.
803  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
804  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
805  * lock.
806  */
807 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
808 {
809         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
810
811         /*
812          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
813          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
814          * at that time.
815          */
816         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
817                 init_reap_node(cpu);
818                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
819                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
820                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
821         }
822 }
823
824 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
825                                             int batchcount, gfp_t gfp)
826 {
827         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
828         struct array_cache *nc = NULL;
829
830         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
831         /*
832          * The array_cache structures contain pointers to free object.
833          * However, when such objects are allocated or transferred to another
834          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
835          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
836          * not scan such objects.
837          */
838         kmemleak_no_scan(nc);
839         if (nc) {
840                 nc->avail = 0;
841                 nc->limit = entries;
842                 nc->batchcount = batchcount;
843                 nc->touched = 0;
844                 spin_lock_init(&nc->lock);
845         }
846         return nc;
847 }
848
849 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
850 {
851         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
852
853         return PageSlabPfmemalloc(page);
854 }
855
856 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
857 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
858                                                 struct array_cache *ac)
859 {
860         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
861         struct slab *slabp;
862         unsigned long flags;
863
864         if (!pfmemalloc_active)
865                 return;
866
867         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
868         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
869                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
870                         goto out;
871
872         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
873                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
874                         goto out;
875
876         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
877                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
878                         goto out;
879
880         pfmemalloc_active = false;
881 out:
882         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
883 }
884
885 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
886                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
887 {
888         int i;
889         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
890
891         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
892         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
893                 struct kmem_cache_node *n;
894
895                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
896                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
897                         return objp;
898                 }
899
900                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
901                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
902                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
903                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
904                                 objp = ac->entry[i];
905                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
906                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
907                                 return objp;
908                         }
909                 }
910
911                 /*
912                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
913                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
914                  */
915                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
916                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
917                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
918                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
919                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
920                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
921                         return objp;
922                 }
923
924                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
925                 ac->avail++;
926                 objp = NULL;
927         }
928
929         return objp;
930 }
931
932 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
933                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
934 {
935         void *objp;
936
937         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
938                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
939         else
940                 objp = ac->entry[--ac->avail];
941
942         return objp;
943 }
944
945 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
946                                                                 void *objp)
947 {
948         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
949                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
950                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
951                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
952                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
953         }
954
955         return objp;
956 }
957
958 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
959                                                                 void *objp)
960 {
961         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
962                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
963
964         ac->entry[ac->avail++] = objp;
965 }
966
967 /*
968  * Transfer objects in one arraycache to another.
969  * Locking must be handled by the caller.
970  *
971  * Return the number of entries transferred.
972  */
973 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
974                 struct array_cache *from, unsigned int max)
975 {
976         /* Figure out how many entries to transfer */
977         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
978
979         if (!nr)
980                 return 0;
981
982         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
983                         sizeof(void *) *nr);
984
985         from->avail -= nr;
986         to->avail += nr;
987         return nr;
988 }
989
990 #ifndef CONFIG_NUMA
991
992 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
993 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
994
995 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
996 {
997         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
998 }
999
1000 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1001 {
1002 }
1003
1004 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1005 {
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1010                 gfp_t flags)
1011 {
1012         return NULL;
1013 }
1014
1015 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1016                  gfp_t flags, int nodeid)
1017 {
1018         return NULL;
1019 }
1020
1021 #else   /* CONFIG_NUMA */
1022
1023 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1024 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1025
1026 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1027 {
1028         struct array_cache **ac_ptr;
1029         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1030         int i;
1031
1032         if (limit > 1)
1033                 limit = 12;
1034         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1035         if (ac_ptr) {
1036                 for_each_node(i) {
1037                         if (i == node || !node_online(i))
1038                                 continue;
1039                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1040                         if (!ac_ptr[i]) {
1041                                 for (i--; i >= 0; i--)
1042                                         kfree(ac_ptr[i]);
1043                                 kfree(ac_ptr);
1044                                 return NULL;
1045                         }
1046                 }
1047         }
1048         return ac_ptr;
1049 }
1050
1051 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1052 {
1053         int i;
1054
1055         if (!ac_ptr)
1056                 return;
1057         for_each_node(i)
1058             kfree(ac_ptr[i]);
1059         kfree(ac_ptr);
1060 }
1061
1062 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1063                                 struct array_cache *ac, int node)
1064 {
1065         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
1066
1067         if (ac->avail) {
1068                 spin_lock(&n->list_lock);
1069                 /*
1070                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1071                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1072                  * into the free lists and getting them back later.
1073                  */
1074                 if (n->shared)
1075                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1076
1077                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1078                 ac->avail = 0;
1079                 spin_unlock(&n->list_lock);
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1085  */
1086 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1087 {
1088         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1089
1090         if (n->alien) {
1091                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1092
1093                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1094                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1095                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1096                 }
1097         }
1098 }
1099
1100 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1101                                 struct array_cache **alien)
1102 {
1103         int i = 0;
1104         struct array_cache *ac;
1105         unsigned long flags;
1106
1107         for_each_online_node(i) {
1108                 ac = alien[i];
1109                 if (ac) {
1110                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1111                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1112                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1113                 }
1114         }
1115 }
1116
1117 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1118 {
1119         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1120         int nodeid = slabp->nodeid;
1121         struct kmem_cache_node *n;
1122         struct array_cache *alien = NULL;
1123         int node;
1124
1125         node = numa_mem_id();
1126
1127         /*
1128          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1129          * cache on this cpu.
1130          */
1131         if (likely(slabp->nodeid == node))
1132                 return 0;
1133
1134         n = cachep->node[node];
1135         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1136         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1137                 alien = n->alien[nodeid];
1138                 spin_lock(&alien->lock);
1139                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1140                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1141                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1142                 }
1143                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1144                 spin_unlock(&alien->lock);
1145         } else {
1146                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1147                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1148                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1149         }
1150         return 1;
1151 }
1152 #endif
1153
1154 /*
1155  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1156  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1157  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1158  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1159  * already in use.
1160  *
1161  * Must hold slab_mutex.
1162  */
1163 static int init_cache_node_node(int node)
1164 {
1165         struct kmem_cache *cachep;
1166         struct kmem_cache_node *n;
1167         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1168
1169         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1170                 /*
1171                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1172                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1173                  * node has not already allocated this
1174                  */
1175                 if (!cachep->node[node]) {
1176                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1177                         if (!n)
1178                                 return -ENOMEM;
1179                         kmem_cache_node_init(n);
1180                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1181                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1182
1183                         /*
1184                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1185                          * go.  slab_mutex is sufficient
1186                          * protection here.
1187                          */
1188                         cachep->node[node] = n;
1189                 }
1190
1191                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1192                 cachep->node[node]->free_limit =
1193                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1194                         cachep->batchcount + cachep->num;
1195                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1196         }
1197         return 0;
1198 }
1199
1200 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1201 {
1202         struct kmem_cache *cachep;
1203         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1204         int node = cpu_to_mem(cpu);
1205         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1206
1207         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1208                 struct array_cache *nc;
1209                 struct array_cache *shared;
1210                 struct array_cache **alien;
1211
1212                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1213                 nc = cachep->array[cpu];
1214                 cachep->array[cpu] = NULL;
1215                 n = cachep->node[node];
1216
1217                 if (!n)
1218                         goto free_array_cache;
1219
1220                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1221
1222                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1223                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1224                 if (nc)
1225                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1226
1227                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1228                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1229                         goto free_array_cache;
1230                 }
1231
1232                 shared = n->shared;
1233                 if (shared) {
1234                         free_block(cachep, shared->entry,
1235                                    shared->avail, node);
1236                         n->shared = NULL;
1237                 }
1238
1239                 alien = n->alien;
1240                 n->alien = NULL;
1241
1242                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1243
1244                 kfree(shared);
1245                 if (alien) {
1246                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1247                         free_alien_cache(alien);
1248                 }
1249 free_array_cache:
1250                 kfree(nc);
1251         }
1252         /*
1253          * In the previous loop, all the objects were freed to
1254          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1255          * shrink each nodelist to its limit.
1256          */
1257         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1258                 n = cachep->node[node];
1259                 if (!n)
1260                         continue;
1261                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
1262         }
1263 }
1264
1265 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1266 {
1267         struct kmem_cache *cachep;
1268         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1269         int node = cpu_to_mem(cpu);
1270         int err;
1271
1272         /*
1273          * We need to do this right in the beginning since
1274          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1275          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1276          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1277          */
1278         err = init_cache_node_node(node);
1279         if (err < 0)
1280                 goto bad;
1281
1282         /*
1283          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1284          * array caches
1285          */
1286         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1287                 struct array_cache *nc;
1288                 struct array_cache *shared = NULL;
1289                 struct array_cache **alien = NULL;
1290
1291                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1292                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1293                 if (!nc)
1294                         goto bad;
1295                 if (cachep->shared) {
1296                         shared = alloc_arraycache(node,
1297                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1298                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1299                         if (!shared) {
1300                                 kfree(nc);
1301                                 goto bad;
1302                         }
1303                 }
1304                 if (use_alien_caches) {
1305                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1306                         if (!alien) {
1307                                 kfree(shared);
1308                                 kfree(nc);
1309                                 goto bad;
1310                         }
1311                 }
1312                 cachep->array[cpu] = nc;
1313                 n = cachep->node[node];
1314                 BUG_ON(!n);
1315
1316                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1317                 if (!n->shared) {
1318                         /*
1319                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1320                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1321                          */
1322                         n->shared = shared;
1323                         shared = NULL;
1324                 }
1325 #ifdef CONFIG_NUMA
1326                 if (!n->alien) {
1327                         n->alien = alien;
1328                         alien = NULL;
1329                 }
1330 #endif
1331                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1332                 kfree(shared);
1333                 free_alien_cache(alien);
1334                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1335                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1336                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1337                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1338                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1339         }
1340         init_node_lock_keys(node);
1341
1342         return 0;
1343 bad:
1344         cpuup_canceled(cpu);
1345         return -ENOMEM;
1346 }
1347
1348 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1349                                     unsigned long action, void *hcpu)
1350 {
1351         long cpu = (long)hcpu;
1352         int err = 0;
1353
1354         switch (action) {
1355         case CPU_UP_PREPARE:
1356         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1357                 mutex_lock(&slab_mutex);
1358                 err = cpuup_prepare(cpu);
1359                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1360                 break;
1361         case CPU_ONLINE:
1362         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1363                 start_cpu_timer(cpu);
1364                 break;
1365 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1366         case CPU_DOWN_PREPARE:
1367         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1368                 /*
1369                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1370                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1371                  * anything expensive but will only modify reap_work
1372                  * and reschedule the timer.
1373                 */
1374                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1375                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1376                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1377                 break;
1378         case CPU_DOWN_FAILED:
1379         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1380                 start_cpu_timer(cpu);
1381                 break;
1382         case CPU_DEAD:
1383         case CPU_DEAD_FROZEN:
1384                 /*
1385                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1386                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1387                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1388                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1389                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1390                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1391                  */
1392                 /* fall through */
1393 #endif
1394         case CPU_UP_CANCELED:
1395         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1396                 mutex_lock(&slab_mutex);
1397                 cpuup_canceled(cpu);
1398                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1399                 break;
1400         }
1401         return notifier_from_errno(err);
1402 }
1403
1404 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1405         &cpuup_callback, NULL, 0
1406 };
1407
1408 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1409 /*
1410  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1411  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1412  * removed.
1413  *
1414  * Must hold slab_mutex.
1415  */
1416 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1417 {
1418         struct kmem_cache *cachep;
1419         int ret = 0;
1420
1421         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1422                 struct kmem_cache_node *n;
1423
1424                 n = cachep->node[node];
1425                 if (!n)
1426                         continue;
1427
1428                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
1429
1430                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1431                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1432                         ret = -EBUSY;
1433                         break;
1434                 }
1435         }
1436         return ret;
1437 }
1438
1439 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1440                                         unsigned long action, void *arg)
1441 {
1442         struct memory_notify *mnb = arg;
1443         int ret = 0;
1444         int nid;
1445
1446         nid = mnb->status_change_nid;
1447         if (nid < 0)
1448                 goto out;
1449
1450         switch (action) {
1451         case MEM_GOING_ONLINE:
1452                 mutex_lock(&slab_mutex);
1453                 ret = init_cache_node_node(nid);
1454                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1455                 break;
1456         case MEM_GOING_OFFLINE:
1457                 mutex_lock(&slab_mutex);
1458                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1459                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1460                 break;
1461         case MEM_ONLINE:
1462         case MEM_OFFLINE:
1463         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1464         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1465                 break;
1466         }
1467 out:
1468         return notifier_from_errno(ret);
1469 }
1470 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1471
1472 /*
1473  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1474  */
1475 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1476                                 int nodeid)
1477 {
1478         struct kmem_cache_node *ptr;
1479
1480         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1481         BUG_ON(!ptr);
1482
1483         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1484         /*
1485          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1486          */
1487         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1488
1489         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1490         cachep->node[nodeid] = ptr;
1491 }
1492
1493 /*
1494  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1495  * size of kmem_cache_node.
1496  */
1497 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1498 {
1499         int node;
1500
1501         for_each_online_node(node) {
1502                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1503                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1504                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1505                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1506         }
1507 }
1508
1509 /*
1510  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1511  * the node pointer.
1512  */
1513 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1514 {
1515         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1520  * before smp_init().
1521  */
1522 void __init kmem_cache_init(void)
1523 {
1524         int i;
1525
1526         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1527         setup_node_pointer(kmem_cache);
1528
1529         if (num_possible_nodes() == 1)
1530                 use_alien_caches = 0;
1531
1532         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1533                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1534
1535         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1536
1537         /*
1538          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1539          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1540          * not overridden on the command line.
1541          */
1542         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1543                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1544
1545         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1546          * from caches that do not exist yet:
1547          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1548          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1549          *    kmem_cache is statically allocated.
1550          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1551          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1552          *    array at the end of the bootstrap.
1553          * 2) Create the first kmalloc cache.
1554          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1555          *    An __init data area is used for the head array.
1556          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1557          *    head arrays.
1558          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1559          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1560          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1561          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1562          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1563          */
1564
1565         /* 1) create the kmem_cache */
1566
1567         /*
1568          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1569          */
1570         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1571                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1572                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1573                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1574         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1575
1576         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1577
1578         /*
1579          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1580          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1581          * bug.
1582          */
1583
1584         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1585                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1586
1587         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1588                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1589                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1590                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1591
1592         slab_early_init = 0;
1593
1594         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1595         {
1596                 struct array_cache *ptr;
1597
1598                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1599
1600                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1601                        sizeof(struct arraycache_init));
1602                 /*
1603                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1604                  */
1605                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1606
1607                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1608
1609                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1610
1611                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1612                        != &initarray_generic.cache);
1613                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1614                        sizeof(struct arraycache_init));
1615                 /*
1616                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1617                  */
1618                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1619
1620                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1621         }
1622         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1623         {
1624                 int nid;
1625
1626                 for_each_online_node(nid) {
1627                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1628
1629                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1630                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1631
1632                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1633                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1634                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1635                         }
1636                 }
1637         }
1638
1639         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1640 }
1641
1642 void __init kmem_cache_init_late(void)
1643 {
1644         struct kmem_cache *cachep;
1645
1646         slab_state = UP;
1647
1648         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1649         mutex_lock(&slab_mutex);
1650         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1651                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1652                         BUG();
1653         mutex_unlock(&slab_mutex);
1654
1655         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1656         init_lock_keys();
1657
1658         /* Done! */
1659         slab_state = FULL;
1660
1661         /*
1662          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1663          * cpu_cache_get for all new cpus
1664          */
1665         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1666
1667 #ifdef CONFIG_NUMA
1668         /*
1669          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1670          * node.
1671          */
1672         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1673 #endif
1674
1675         /*
1676          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1677          * of the kernel is not yet operational.
1678          */
1679 }
1680
1681 static int __init cpucache_init(void)
1682 {
1683         int cpu;
1684
1685         /*
1686          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1687          */
1688         for_each_online_cpu(cpu)
1689                 start_cpu_timer(cpu);
1690
1691         /* Done! */
1692         slab_state = FULL;
1693         return 0;
1694 }
1695 __initcall(cpucache_init);
1696
1697 static noinline void
1698 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1699 {
1700         struct kmem_cache_node *n;
1701         struct slab *slabp;
1702         unsigned long flags;
1703         int node;
1704
1705         printk(KERN_WARNING
1706                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1707                 nodeid, gfpflags);
1708         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1709                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1710
1711         for_each_online_node(node) {
1712                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1713                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1714
1715                 n = cachep->node[node];
1716                 if (!n)
1717                         continue;
1718
1719                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1720                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
1721                         active_objs += cachep->num;
1722                         active_slabs++;
1723                 }
1724                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
1725                         active_objs += slabp->inuse;
1726                         active_slabs++;
1727                 }
1728                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
1729                         num_slabs++;
1730
1731                 free_objects += n->free_objects;
1732                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1733
1734                 num_slabs += active_slabs;
1735                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1736                 printk(KERN_WARNING
1737                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1738                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1739                         free_objects);
1740         }
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1745  *
1746  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1747  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1748  * would be relatively rare and ignorable.
1749  */
1750 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1751 {
1752         struct page *page;
1753         int nr_pages;
1754         int i;
1755
1756 #ifndef CONFIG_MMU
1757         /*
1758          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1759          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1760          */
1761         flags |= __GFP_COMP;
1762 #endif
1763
1764         flags |= cachep->allocflags;
1765         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1766                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1767
1768         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1769         if (!page) {
1770                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1771                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1772                 return NULL;
1773         }
1774
1775         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1776         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1777                 pfmemalloc_active = true;
1778
1779         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1780         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1781                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1782                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1783         else
1784                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1785                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1786         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1787                 __SetPageSlab(page + i);
1788
1789                 if (page->pfmemalloc)
1790                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1791         }
1792         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1793
1794         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1795                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1796
1797                 if (cachep->ctor)
1798                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1799                 else
1800                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1801         }
1802
1803         return page_address(page);
1804 }
1805
1806 /*
1807  * Interface to system's page release.
1808  */
1809 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1810 {
1811         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1812         struct page *page = virt_to_page(addr);
1813         const unsigned long nr_freed = i;
1814
1815         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1816
1817         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1818                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1819                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1820         else
1821                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1822                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1823         while (i--) {
1824                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1825                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1826                 __ClearPageSlab(page);
1827                 page++;
1828         }
1829
1830         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1831         if (current->reclaim_state)
1832                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1833         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1834 }
1835
1836 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1837 {
1838         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1839         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1840
1841         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1842         if (OFF_SLAB(cachep))
1843                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1844 }
1845
1846 #if DEBUG
1847
1848 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1849 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1850                             unsigned long caller)
1851 {
1852         int size = cachep->object_size;
1853
1854         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1855
1856         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1857                 return;
1858
1859         *addr++ = 0x12345678;
1860         *addr++ = caller;
1861         *addr++ = smp_processor_id();
1862         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1863         {
1864                 unsigned long *sptr = &caller;
1865                 unsigned long svalue;
1866
1867                 while (!kstack_end(sptr)) {
1868                         svalue = *sptr++;
1869                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1870                                 *addr++ = svalue;
1871                                 size -= sizeof(unsigned long);
1872                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1873                                         break;
1874                         }
1875                 }
1876
1877         }
1878         *addr++ = 0x87654321;
1879 }
1880 #endif
1881
1882 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1883 {
1884         int size = cachep->object_size;
1885         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1886
1887         memset(addr, val, size);
1888         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1889 }
1890
1891 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1892 {
1893         int i;
1894         unsigned char error = 0;
1895         int bad_count = 0;
1896
1897         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1898         for (i = 0; i < limit; i++) {
1899                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1900                         error = data[offset + i];
1901                         bad_count++;
1902                 }
1903         }
1904         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1905                         &data[offset], limit, 1);
1906
1907         if (bad_count == 1) {
1908                 error ^= POISON_FREE;
1909                 if (!(error & (error - 1))) {
1910                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1911                                         "bad RAM.\n");
1912 #ifdef CONFIG_X86
1913                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1914                                         "test tool.\n");
1915 #else
1916                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1917 #endif
1918                 }
1919         }
1920 }
1921 #endif
1922
1923 #if DEBUG
1924
1925 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1926 {
1927         int i, size;
1928         char *realobj;
1929
1930         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1931                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1932                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1933                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1934         }
1935
1936         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1937                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1938                         *dbg_userword(cachep, objp));
1939                 print_symbol("(%s)",
1940                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1941                 printk("\n");
1942         }
1943         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1944         size = cachep->object_size;
1945         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1946                 int limit;
1947                 limit = 16;
1948                 if (i + limit > size)
1949                         limit = size - i;
1950                 dump_line(realobj, i, limit);
1951         }
1952 }
1953
1954 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1955 {
1956         char *realobj;
1957         int size, i;
1958         int lines = 0;
1959
1960         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1961         size = cachep->object_size;
1962
1963         for (i = 0; i < size; i++) {
1964                 char exp = POISON_FREE;
1965                 if (i == size - 1)
1966                         exp = POISON_END;
1967                 if (realobj[i] != exp) {
1968                         int limit;
1969                         /* Mismatch ! */
1970                         /* Print header */
1971                         if (lines == 0) {
1972                                 printk(KERN_ERR
1973                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1974                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1975                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1976                         }
1977                         /* Hexdump the affected line */
1978                         i = (i / 16) * 16;
1979                         limit = 16;
1980                         if (i + limit > size)
1981                                 limit = size - i;
1982                         dump_line(realobj, i, limit);
1983                         i += 16;
1984                         lines++;
1985                         /* Limit to 5 lines */
1986                         if (lines > 5)
1987                                 break;
1988                 }
1989         }
1990         if (lines != 0) {
1991                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1992                  * exist:
1993                  */
1994                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1995                 unsigned int objnr;
1996
1997                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1998                 if (objnr) {
1999                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2000                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2001                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2002                                realobj, size);
2003                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2004                 }
2005                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2006                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2007                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2008                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2009                                realobj, size);
2010                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2011                 }
2012         }
2013 }
2014 #endif
2015
2016 #if DEBUG
2017 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2018 {
2019         int i;
2020         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2021                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2022
2023                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2024 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2025                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2026                                         OFF_SLAB(cachep))
2027                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2028                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2029                         else
2030                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2031 #else
2032                         check_poison_obj(cachep, objp);
2033 #endif
2034                 }
2035                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2036                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2037                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2038                                            "was overwritten");
2039                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2040                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2041                                            "was overwritten");
2042                 }
2043         }
2044 }
2045 #else
2046 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2047 {
2048 }
2049 #endif
2050
2051 /**
2052  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2053  * @cachep: cache pointer being destroyed
2054  * @slabp: slab pointer being destroyed
2055  *
2056  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2057  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2058  * cache-lock is not held/needed.
2059  */
2060 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2061 {
2062         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2063
2064         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2065         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2066                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2067
2068                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2069                 slab_rcu->cachep = cachep;
2070                 slab_rcu->addr = addr;
2071                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2072         } else {
2073                 kmem_freepages(cachep, addr);
2074                 if (OFF_SLAB(cachep))
2075                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2076         }
2077 }
2078
2079 /**
2080  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2081  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2082  * @size: size of objects to be created in this cache.
2083  * @align: required alignment for the objects.
2084  * @flags: slab allocation flags
2085  *
2086  * Also calculates the number of objects per slab.
2087  *
2088  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2089  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2090  * towards high-order requests, this should be changed.
2091  */
2092 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2093                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2094 {
2095         unsigned long offslab_limit;
2096         size_t left_over = 0;
2097         int gfporder;
2098
2099         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2100                 unsigned int num;
2101                 size_t remainder;
2102
2103                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2104                 if (!num)
2105                         continue;
2106
2107                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2108                         /*
2109                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2110                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2111                          * looping condition in cache_grow().
2112                          */
2113                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2114                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2115
2116                         if (num > offslab_limit)
2117                                 break;
2118                 }
2119
2120                 /* Found something acceptable - save it away */
2121                 cachep->num = num;
2122                 cachep->gfporder = gfporder;
2123                 left_over = remainder;
2124
2125                 /*
2126                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2127                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2128                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2129                  */
2130                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2131                         break;
2132
2133                 /*
2134                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2135                  * currently bad for the gfp()s.
2136                  */
2137                 if (gfporder >= slab_max_order)
2138                         break;
2139
2140                 /*
2141                  * Acceptable internal fragmentation?
2142                  */
2143                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2144                         break;
2145         }
2146         return left_over;
2147 }
2148
2149 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2150 {
2151         if (slab_state >= FULL)
2152                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2153
2154         if (slab_state == DOWN) {
2155                 /*
2156                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2157                  * The setup_node is taken care
2158                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2159                  */
2160                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2161                 slab_state = PARTIAL;
2162         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2163                 /*
2164                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2165                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2166                  * further caches will BUG().
2167                  */
2168                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2169
2170                 /*
2171                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2172                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2173                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2174                  */
2175                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2176                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2177                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2178                 else
2179                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2180         } else {
2181                 /* Remaining boot caches */
2182                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2183                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2184
2185                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2186                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2187                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2188                 } else {
2189                         int node;
2190                         for_each_online_node(node) {
2191                                 cachep->node[node] =
2192                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2193                                                 gfp, node);
2194                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2195                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2196                         }
2197                 }
2198         }
2199         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2200                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2201                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2202
2203         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2204         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2205         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2206         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2207         cachep->batchcount = 1;
2208         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2209         return 0;
2210 }
2211
2212 /**
2213  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2214  * @cachep: cache management descriptor
2215  * @flags: SLAB flags
2216  *
2217  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2218  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2219  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2220  *
2221  * The flags are
2222  *
2223  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2224  * to catch references to uninitialised memory.
2225  *
2226  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2227  * for buffer overruns.
2228  *
2229  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2230  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2231  * as davem.
2232  */
2233 int
2234 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2235 {
2236         size_t left_over, slab_size, ralign;
2237         gfp_t gfp;
2238         int err;
2239         size_t size = cachep->size;
2240
2241 #if DEBUG
2242 #if FORCED_DEBUG
2243         /*
2244          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2245          * large objects, if the increased size would increase the object size
2246          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2247          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2248          */
2249         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2250                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2251                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2252         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2253                 flags |= SLAB_POISON;
2254 #endif
2255         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2256                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2257 #endif
2258
2259         /*
2260          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2261          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2262          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2263          */
2264         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2265                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2266                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2267         }
2268
2269         /*
2270          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2271          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2272          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2273          */
2274         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2275                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2276
2277         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2278                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2279                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2280                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2281                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2282                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2283         }
2284
2285         /* 3) caller mandated alignment */
2286         if (ralign < cachep->align) {
2287                 ralign = cachep->align;
2288         }
2289         /* disable debug if necessary */
2290         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2291                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2292         /*
2293          * 4) Store it.
2294          */
2295         cachep->align = ralign;
2296
2297         if (slab_is_available())
2298                 gfp = GFP_KERNEL;
2299         else
2300                 gfp = GFP_NOWAIT;
2301
2302         setup_node_pointer(cachep);
2303 #if DEBUG
2304
2305         /*
2306          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2307          * into align above.
2308          */
2309         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2310                 /* add space for red zone words */
2311                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2312                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2313         }
2314         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2315                 /* user store requires one word storage behind the end of
2316                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2317                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2318                  */
2319                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2320                         size += REDZONE_ALIGN;
2321                 else
2322                         size += BYTES_PER_WORD;
2323         }
2324 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2325         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2326             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2327                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2328                 size = PAGE_SIZE;
2329         }
2330 #endif
2331 #endif
2332
2333         /*
2334          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2335          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2336          * it too early on. Always use on-slab management when
2337          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2338          */
2339         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2340             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2341                 /*
2342                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2343                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2344                  */
2345                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2346
2347         size = ALIGN(size, cachep->align);
2348
2349         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2350
2351         if (!cachep->num)
2352                 return -E2BIG;
2353
2354         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2355                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2356
2357         /*
2358          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2359          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2360          */
2361         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2362                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2363                 left_over -= slab_size;
2364         }
2365
2366         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2367                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2368                 slab_size =
2369                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2370
2371 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2372                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2373                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2374                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2375                  */
2376                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2377                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2378 #endif
2379         }
2380
2381         cachep->colour_off = cache_line_size();
2382         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2383         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2384                 cachep->colour_off = cachep->align;
2385         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2386         cachep->slab_size = slab_size;
2387         cachep->flags = flags;
2388         cachep->allocflags = 0;
2389         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2390                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2391         cachep->size = size;
2392         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2393
2394         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2395                 cachep->slabp_cache = kmalloc_slab(slab_size, 0u);
2396                 /*
2397                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2398                  * But since we go off slab only for object size greater than
2399                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2400                  * this should not happen at all.
2401                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2402                  */
2403                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2404         }
2405
2406         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2407         if (err) {
2408                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2409                 return err;
2410         }
2411
2412         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2413                 /*
2414                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2415                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2416                  */
2417                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2418
2419                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2420         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2421                 on_slab_lock_classes(cachep);
2422
2423         return 0;
2424 }
2425
2426 #if DEBUG
2427 static void check_irq_off(void)
2428 {
2429         BUG_ON(!irqs_disabled());
2430 }
2431
2432 static void check_irq_on(void)
2433 {
2434         BUG_ON(irqs_disabled());
2435 }
2436
2437 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2438 {
2439 #ifdef CONFIG_SMP
2440         check_irq_off();
2441         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2442 #endif
2443 }
2444
2445 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2446 {
2447 #ifdef CONFIG_SMP
2448         check_irq_off();
2449         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2450 #endif
2451 }
2452
2453 #else
2454 #define check_irq_off() do { } while(0)
2455 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2456 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2457 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2458 #endif
2459
2460 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2461                         struct array_cache *ac,
2462                         int force, int node);
2463
2464 static void do_drain(void *arg)
2465 {
2466         struct kmem_cache *cachep = arg;
2467         struct array_cache *ac;
2468         int node = numa_mem_id();
2469
2470         check_irq_off();
2471         ac = cpu_cache_get(cachep);
2472         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2473         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2474         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2475         ac->avail = 0;
2476 }
2477
2478 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2479 {
2480         struct kmem_cache_node *n;
2481         int node;
2482
2483         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2484         check_irq_on();
2485         for_each_online_node(node) {
2486                 n = cachep->node[node];
2487                 if (n && n->alien)
2488                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2489         }
2490
2491         for_each_online_node(node) {
2492                 n = cachep->node[node];
2493                 if (n)
2494                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2495         }
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Remove slabs from the list of free slabs.
2500  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2501  *
2502  * Returns the actual number of slabs released.
2503  */
2504 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2505                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2506 {
2507         struct list_head *p;
2508         int nr_freed;
2509         struct slab *slabp;
2510
2511         nr_freed = 0;
2512         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2513
2514                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2515                 p = n->slabs_free.prev;
2516                 if (p == &n->slabs_free) {
2517                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2518                         goto out;
2519                 }
2520
2521                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2522 #if DEBUG
2523                 BUG_ON(slabp->inuse);
2524 #endif
2525                 list_del(&slabp->list);
2526                 /*
2527                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2528                  * to the cache.
2529                  */
2530                 n->free_objects -= cache->num;
2531                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2532                 slab_destroy(cache, slabp);
2533                 nr_freed++;
2534         }
2535 out:
2536         return nr_freed;
2537 }
2538
2539 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2540 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2541 {
2542         int ret = 0, i = 0;
2543         struct kmem_cache_node *n;
2544
2545         drain_cpu_caches(cachep);
2546
2547         check_irq_on();
2548         for_each_online_node(i) {
2549                 n = cachep->node[i];
2550                 if (!n)
2551                         continue;
2552
2553                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
2554
2555                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2556                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2557         }
2558         return (ret ? 1 : 0);
2559 }
2560
2561 /**
2562  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2563  * @cachep: The cache to shrink.
2564  *
2565  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2566  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2567  */
2568 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2569 {
2570         int ret;
2571         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2572
2573         get_online_cpus();
2574         mutex_lock(&slab_mutex);
2575         ret = __cache_shrink(cachep);
2576         mutex_unlock(&slab_mutex);
2577         put_online_cpus();
2578         return ret;
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2581
2582 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2583 {
2584         int i;
2585         struct kmem_cache_node *n;
2586         int rc = __cache_shrink(cachep);
2587
2588         if (rc)
2589                 return rc;
2590
2591         for_each_online_cpu(i)
2592             kfree(cachep->array[i]);
2593
2594         /* NUMA: free the node structures */
2595         for_each_online_node(i) {
2596                 n = cachep->node[i];
2597                 if (n) {
2598                         kfree(n->shared);
2599                         free_alien_cache(n->alien);
2600                         kfree(n);
2601                 }
2602         }
2603         return 0;
2604 }
2605
2606 /*
2607  * Get the memory for a slab management obj.
2608  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2609  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2610  * come from the same cache which is getting created because,
2611  * when we are searching for an appropriate cache for these
2612  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2613  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2614  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2615  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2616  */
2617 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2618                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2619                                    int nodeid)
2620 {
2621         struct slab *slabp;
2622
2623         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2624                 /* Slab management obj is off-slab. */
2625                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2626                                               local_flags, nodeid);
2627                 /*
2628                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2629                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2630                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2631                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2632                  */
2633                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2634                                    local_flags);
2635                 if (!slabp)
2636                         return NULL;
2637         } else {
2638                 slabp = objp + colour_off;
2639                 colour_off += cachep->slab_size;
2640         }
2641         slabp->inuse = 0;
2642         slabp->colouroff = colour_off;
2643         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2644         slabp->nodeid = nodeid;
2645         slabp->free = 0;
2646         return slabp;
2647 }
2648
2649 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2650 {
2651         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2652 }
2653
2654 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2655                             struct slab *slabp)
2656 {
2657         int i;
2658
2659         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2660                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2661 #if DEBUG
2662                 /* need to poison the objs? */
2663                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2664                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2665                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2666                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2667
2668                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2669                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2670                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2671                 }
2672                 /*
2673                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2674                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2675                  * They must also be threaded.
2676                  */
2677                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2678                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2679
2680                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2681                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2682                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2683                                            " end of an object");
2684                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2685                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2686                                            " start of an object");
2687                 }
2688                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2689                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2690                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2691                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2692 #else
2693                 if (cachep->ctor)
2694                         cachep->ctor(objp);
2695 #endif
2696                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2697         }
2698         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2699 }
2700
2701 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2702 {
2703         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2704                 if (flags & GFP_DMA)
2705                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2706                 else
2707                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2708         }
2709 }
2710
2711 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2712                                 int nodeid)
2713 {
2714         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2715         kmem_bufctl_t next;
2716
2717         slabp->inuse++;
2718         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2719 #if DEBUG
2720         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2721         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2722 #endif
2723         slabp->free = next;
2724
2725         return objp;
2726 }
2727
2728 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2729                                 void *objp, int nodeid)
2730 {
2731         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2732
2733 #if DEBUG
2734         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2735         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2736
2737         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2738                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2739                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2740                 BUG();
2741         }
2742 #endif
2743         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2744         slabp->free = objnr;
2745         slabp->inuse--;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2750  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2751  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2752  */
2753 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2754                            void *addr)
2755 {
2756         int nr_pages;
2757         struct page *page;
2758
2759         page = virt_to_page(addr);
2760
2761         nr_pages = 1;
2762         if (likely(!PageCompound(page)))
2763                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2764
2765         do {
2766                 page->slab_cache = cache;
2767                 page->slab_page = slab;
2768                 page++;
2769         } while (--nr_pages);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2774  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2775  */
2776 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2777                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2778 {
2779         struct slab *slabp;
2780         size_t offset;
2781         gfp_t local_flags;
2782         struct kmem_cache_node *n;
2783
2784         /*
2785          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2786          * critical path in kmem_cache_alloc().
2787          */
2788         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2789         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2790
2791         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2792         check_irq_off();
2793         n = cachep->node[nodeid];
2794         spin_lock(&n->list_lock);
2795
2796         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2797         offset = n->colour_next;
2798         n->colour_next++;
2799         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2800                 n->colour_next = 0;
2801         spin_unlock(&n->list_lock);
2802
2803         offset *= cachep->colour_off;
2804
2805         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2806                 local_irq_enable();
2807
2808         /*
2809          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2810          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2811          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2812          * will eventually be caught here (where it matters).
2813          */
2814         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2815
2816         /*
2817          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2818          * 'nodeid'.
2819          */
2820         if (!objp)
2821                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2822         if (!objp)
2823                 goto failed;
2824
2825         /* Get slab management. */
2826         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2827                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2828         if (!slabp)
2829                 goto opps1;
2830
2831         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2832
2833         cache_init_objs(cachep, slabp);
2834
2835         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2836                 local_irq_disable();
2837         check_irq_off();
2838         spin_lock(&n->list_lock);
2839
2840         /* Make slab active. */
2841         list_add_tail(&slabp->list, &(n->slabs_free));
2842         STATS_INC_GROWN(cachep);
2843         n->free_objects += cachep->num;
2844         spin_unlock(&n->list_lock);
2845         return 1;
2846 opps1:
2847         kmem_freepages(cachep, objp);
2848 failed:
2849         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2850                 local_irq_disable();
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 #if DEBUG
2855
2856 /*
2857  * Perform extra freeing checks:
2858  * - detect bad pointers.
2859  * - POISON/RED_ZONE checking
2860  */
2861 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2862 {
2863         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2864                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2865                        (unsigned long)objp);
2866                 BUG();
2867         }
2868 }
2869
2870 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2871 {
2872         unsigned long long redzone1, redzone2;
2873
2874         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2875         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2876
2877         /*
2878          * Redzone is ok.
2879          */
2880         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2881                 return;
2882
2883         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2884                 slab_error(cache, "double free detected");
2885         else
2886                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2887
2888         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2889                         obj, redzone1, redzone2);
2890 }
2891
2892 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2893                                    unsigned long caller)
2894 {
2895         struct page *page;
2896         unsigned int objnr;
2897         struct slab *slabp;
2898
2899         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2900
2901         objp -= obj_offset(cachep);
2902         kfree_debugcheck(objp);
2903         page = virt_to_head_page(objp);
2904
2905         slabp = page->slab_page;
2906
2907         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2908                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2909                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2910                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2911         }
2912         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2913                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2914
2915         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2916
2917         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2918         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2919
2920 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2921         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2922 #endif
2923         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2924 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2925                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2926                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2927                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2928                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2929                 } else {
2930                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2931                 }
2932 #else
2933                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2934 #endif
2935         }
2936         return objp;
2937 }
2938
2939 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2940 {
2941         kmem_bufctl_t i;
2942         int entries = 0;
2943
2944         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2945         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2946                 entries++;
2947                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2948                         goto bad;
2949         }
2950         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2951 bad:
2952                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2953                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
2954                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
2955                         print_tainted());
2956                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
2957                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
2958                         1);
2959                 BUG();
2960         }
2961 }
2962 #else
2963 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2964 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2965 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2966 #endif
2967
2968 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2969                                                         bool force_refill)
2970 {
2971         int batchcount;
2972         struct kmem_cache_node *n;
2973         struct array_cache *ac;
2974         int node;
2975
2976         check_irq_off();
2977         node = numa_mem_id();
2978         if (unlikely(force_refill))
2979                 goto force_grow;
2980 retry:
2981         ac = cpu_cache_get(cachep);
2982         batchcount = ac->batchcount;
2983         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2984                 /*
2985                  * If there was little recent activity on this cache, then
2986                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2987                  * refill bouncing.
2988                  */
2989                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2990         }
2991         n = cachep->node[node];
2992
2993         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2994         spin_lock(&n->list_lock);
2995
2996         /* See if we can refill from the shared array */
2997         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2998                 n->shared->touched = 1;
2999                 goto alloc_done;
3000         }
3001
3002         while (batchcount > 0) {
3003                 struct list_head *entry;
3004                 struct slab *slabp;
3005                 /* Get slab alloc is to come from. */
3006                 entry = n->slabs_partial.next;
3007                 if (entry == &n->slabs_partial) {
3008                         n->free_touched = 1;
3009                         entry = n->slabs_free.next;
3010                         if (entry == &n->slabs_free)
3011                                 goto must_grow;
3012                 }
3013
3014                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3015                 check_slabp(cachep, slabp);
3016                 check_spinlock_acquired(cachep);
3017
3018                 /*
3019                  * The slab was either on partial or free list so
3020                  * there must be at least one object available for
3021                  * allocation.
3022                  */
3023                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3024
3025                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3026                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3027                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3028                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3029
3030                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3031                                                                         node));
3032                 }
3033                 check_slabp(cachep, slabp);
3034
3035                 /* move slabp to correct slabp list: */
3036                 list_del(&slabp->list);
3037                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3038                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3039                 else
3040                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3041         }
3042
3043 must_grow:
3044         n->free_objects -= ac->avail;
3045 alloc_done:
3046         spin_unlock(&n->list_lock);
3047
3048         if (unlikely(!ac->avail)) {
3049                 int x;
3050 force_grow:
3051                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3052
3053                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3054                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3055                 node = numa_mem_id();
3056
3057                 /* no objects in sight? abort */
3058                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3059                         return NULL;
3060
3061                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3062                         goto retry;
3063         }
3064         ac->touched = 1;
3065
3066         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3067 }
3068
3069 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3070                                                 gfp_t flags)
3071 {
3072         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3073 #if DEBUG
3074         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3075 #endif
3076 }
3077
3078 #if DEBUG
3079 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3080                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3081 {
3082         if (!objp)
3083                 return objp;
3084         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3085 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3086                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3087                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3088                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3089                 else
3090                         check_poison_obj(cachep, objp);
3091 #else
3092                 check_poison_obj(cachep, objp);
3093 #endif
3094                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3095         }
3096         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3097                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3098
3099         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3100                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3101                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3102                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3103                                                 " object was overwritten");
3104                         printk(KERN_ERR
3105                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3106                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3107                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3108                 }
3109                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3110                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3111         }
3112 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3113         {
3114                 struct slab *slabp;
3115                 unsigned objnr;
3116
3117                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3118                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3119                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3120         }
3121 #endif
3122         objp += obj_offset(cachep);
3123         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3124                 cachep->ctor(objp);
3125         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3126             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3127                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3128                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3129         }
3130         return objp;
3131 }
3132 #else
3133 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3134 #endif
3135
3136 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3137 {
3138         if (cachep == kmem_cache)
3139                 return false;
3140
3141         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3142 }
3143
3144 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3145 {
3146         void *objp;
3147         struct array_cache *ac;
3148         bool force_refill = false;
3149
3150         check_irq_off();
3151
3152         ac = cpu_cache_get(cachep);
3153         if (likely(ac->avail)) {
3154                 ac->touched = 1;
3155                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3156
3157                 /*
3158                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3159                  * by the current flags
3160                  */
3161                 if (objp) {
3162                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3163                         goto out;
3164                 }
3165                 force_refill = true;
3166         }
3167
3168         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3169         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3170         /*
3171          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3172          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3173          */
3174         ac = cpu_cache_get(cachep);
3175
3176 out:
3177         /*
3178          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3179          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3180          * treat the array pointers as a reference to the object.
3181          */
3182         if (objp)
3183                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3184         return objp;
3185 }
3186
3187 #ifdef CONFIG_NUMA
3188 /*
3189  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3190  *
3191  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3192  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3193  */
3194 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3195 {
3196         int nid_alloc, nid_here;
3197
3198         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3199                 return NULL;
3200         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3201         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3202                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3203         else if (current->mempolicy)
3204                 nid_alloc = slab_node();
3205         if (nid_alloc != nid_here)
3206                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3207         return NULL;
3208 }
3209
3210 /*
3211  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3212  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3213  * available node for available objects. If that fails then we
3214  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3215  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3216  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3217  */
3218 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3219 {
3220         struct zonelist *zonelist;
3221         gfp_t local_flags;
3222         struct zoneref *z;
3223         struct zone *zone;
3224         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3225         void *obj = NULL;
3226         int nid;
3227         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3228
3229         if (flags & __GFP_THISNODE)
3230                 return NULL;
3231
3232         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3233
3234 retry_cpuset:
3235         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3236         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3237
3238 retry:
3239         /*
3240          * Look through allowed nodes for objects available
3241          * from existing per node queues.
3242          */
3243         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3244                 nid = zone_to_nid(zone);
3245
3246                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3247                         cache->node[nid] &&
3248                         cache->node[nid]->free_objects) {
3249                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3250                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3251                                 if (obj)
3252                                         break;
3253                 }
3254         }
3255
3256         if (!obj) {
3257                 /*
3258                  * This allocation will be performed within the constraints
3259                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3260                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3261                  * set and go into memory reserves if necessary.
3262                  */
3263                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3264                         local_irq_enable();
3265                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3266                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3267                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3268                         local_irq_disable();
3269                 if (obj) {
3270                         /*
3271                          * Insert into the appropriate per node queues
3272                          */
3273                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3274                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3275                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3276                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3277                                 if (!obj)
3278                                         /*
3279                                          * Another processor may allocate the
3280                                          * objects in the slab since we are
3281                                          * not holding any locks.
3282                                          */
3283                                         goto retry;
3284                         } else {
3285                                 /* cache_grow already freed obj */
3286                                 obj = NULL;
3287                         }
3288                 }
3289         }
3290
3291         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3292                 goto retry_cpuset;
3293         return obj;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * A interface to enable slab creation on nodeid
3298  */
3299 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3300                                 int nodeid)
3301 {
3302         struct list_head *entry;
3303         struct slab *slabp;
3304         struct kmem_cache_node *n;
3305         void *obj;
3306         int x;
3307
3308         n = cachep->node[nodeid];
3309         BUG_ON(!n);
3310
3311 retry:
3312         check_irq_off();
3313         spin_lock(&n->list_lock);
3314         entry = n->slabs_partial.next;
3315         if (entry == &n->slabs_partial) {
3316                 n->free_touched = 1;
3317                 entry = n->slabs_free.next;
3318                 if (entry == &n->slabs_free)
3319                         goto must_grow;
3320         }
3321
3322         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3323         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3324         check_slabp(cachep, slabp);
3325
3326         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3327         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3328         STATS_SET_HIGH(cachep);
3329
3330         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3331
3332         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3333         check_slabp(cachep, slabp);
3334         n->free_objects--;
3335         /* move slabp to correct slabp list: */
3336         list_del(&slabp->list);
3337
3338         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3339                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3340         else
3341                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3342
3343         spin_unlock(&n->list_lock);
3344         goto done;
3345
3346 must_grow:
3347         spin_unlock(&n->list_lock);
3348         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3349         if (x)
3350                 goto retry;
3351
3352         return fallback_alloc(cachep, flags);
3353
3354 done:
3355         return obj;
3356 }
3357
3358 /**
3359  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3360  * @cachep: The cache to allocate from.
3361  * @flags: See kmalloc().
3362  * @nodeid: node number of the target node.
3363  * @caller: return address of caller, used for debug information
3364  *
3365  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3366  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3367  *
3368  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3369  */
3370 static __always_inline void *
3371 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3372                    unsigned long caller)
3373 {
3374         unsigned long save_flags;
3375         void *ptr;
3376         int slab_node = numa_mem_id();
3377
3378         flags &= gfp_allowed_mask;
3379
3380         lockdep_trace_alloc(flags);
3381
3382         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3383                 return NULL;
3384
3385         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3386
3387         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3388         local_irq_save(save_flags);
3389
3390         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3391                 nodeid = slab_node;
3392
3393         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3394                 /* Node not bootstrapped yet */
3395                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3396                 goto out;
3397         }
3398
3399         if (nodeid == slab_node) {
3400                 /*
3401                  * Use the locally cached objects if possible.
3402                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3403                  * to other nodes. It may fail while we still have
3404                  * objects on other nodes available.
3405                  */
3406                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3407                 if (ptr)
3408                         goto out;
3409         }
3410         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3411         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3412   out:
3413         local_irq_restore(save_flags);
3414         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3415         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3416                                  flags);
3417
3418         if (likely(ptr))
3419                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3420
3421         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3422                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3423
3424         return ptr;
3425 }
3426
3427 static __always_inline void *
3428 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3429 {
3430         void *objp;
3431
3432         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3433                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3434                 if (objp)
3435                         goto out;
3436         }
3437         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3438
3439         /*
3440          * We may just have run out of memory on the local node.
3441          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3442          */
3443         if (!objp)
3444                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3445
3446   out:
3447         return objp;
3448 }
3449 #else
3450
3451 static __always_inline void *
3452 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3453 {
3454         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3455 }
3456
3457 #endif /* CONFIG_NUMA */
3458
3459 static __always_inline void *
3460 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3461 {
3462         unsigned long save_flags;
3463         void *objp;
3464
3465         flags &= gfp_allowed_mask;
3466
3467         lockdep_trace_alloc(flags);
3468
3469         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3470                 return NULL;
3471
3472         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3473
3474         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3475         local_irq_save(save_flags);
3476         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3477         local_irq_restore(save_flags);
3478         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3479         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3480                                  flags);
3481         prefetchw(objp);
3482
3483         if (likely(objp))
3484                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3485
3486         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3487                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3488
3489         return objp;
3490 }
3491
3492 /*
3493  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3494  */
3495 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3496                        int node)
3497 {
3498         int i;
3499         struct kmem_cache_node *n;
3500
3501         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3502                 void *objp;
3503                 struct slab *slabp;
3504
3505                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3506                 objp = objpp[i];
3507
3508                 slabp = virt_to_slab(objp);
3509                 n = cachep->node[node];
3510                 list_del(&slabp->list);
3511                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3512                 check_slabp(cachep, slabp);
3513                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3514                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3515                 n->free_objects++;
3516                 check_slabp(cachep, slabp);
3517
3518                 /* fixup slab chains */
3519                 if (slabp->inuse == 0) {
3520                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3521                                 n->free_objects -= cachep->num;
3522                                 /* No need to drop any previously held
3523                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3524                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3525                                  * a different cache, refer to comments before
3526                                  * alloc_slabmgmt.
3527                                  */
3528                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3529                         } else {
3530                                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_free);
3531                         }
3532                 } else {
3533                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3534                          * partial list on free - maximum time for the
3535                          * other objects to be freed, too.
3536                          */
3537                         list_add_tail(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3538                 }
3539         }
3540 }
3541
3542 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3543 {
3544         int batchcount;
3545         struct kmem_cache_node *n;
3546         int node = numa_mem_id();
3547
3548         batchcount = ac->batchcount;
3549 #if DEBUG
3550         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3551 #endif
3552         check_irq_off();
3553         n = cachep->node[node];
3554         spin_lock(&n->list_lock);
3555         if (n->shared) {
3556                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3557                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3558                 if (max) {
3559                         if (batchcount > max)
3560                                 batchcount = max;
3561                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3562                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3563                         shared_array->avail += batchcount;
3564                         goto free_done;
3565                 }
3566         }
3567
3568         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3569 free_done:
3570 #if STATS
3571         {
3572                 int i = 0;
3573                 struct list_head *p;
3574
3575                 p = n->slabs_free.next;
3576                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3577                         struct slab *slabp;
3578
3579                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3580                         BUG_ON(slabp->inuse);
3581
3582                         i++;
3583                         p = p->next;
3584                 }
3585                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3586         }
3587 #endif
3588         spin_unlock(&n->list_lock);
3589         ac->avail -= batchcount;
3590         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3591 }
3592
3593 /*
3594  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3595  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3596  */
3597 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3598                                 unsigned long caller)
3599 {
3600         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3601
3602         check_irq_off();
3603         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3604         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3605
3606         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3607
3608         /*
3609          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3610          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3611          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3612          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3613          * the cache.
3614          */
3615         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3616                 return;
3617
3618         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3619                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3620         } else {
3621                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3622                 cache_flusharray(cachep, ac);
3623         }
3624
3625         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3626 }
3627
3628 /**
3629  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3630  * @cachep: The cache to allocate from.
3631  * @flags: See kmalloc().
3632  *
3633  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3634  * if the cache has no available objects.
3635  */
3636 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3637 {
3638         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3639
3640         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3641                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3642
3643         return ret;
3644 }
3645 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3646
3647 #ifdef CONFIG_TRACING
3648 void *
3649 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3650 {
3651         void *ret;
3652
3653         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3654
3655         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3656                       size, cachep->size, flags);
3657         return ret;
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3660 #endif
3661
3662 #ifdef CONFIG_NUMA
3663 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3664 {
3665         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3666
3667         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3668                                     cachep->object_size, cachep->size,
3669                                     flags, nodeid);
3670
3671         return ret;
3672 }
3673 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3674
3675 #ifdef CONFIG_TRACING
3676 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3677                                   gfp_t flags,
3678                                   int nodeid,
3679                                   size_t size)
3680 {
3681         void *ret;
3682
3683         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3684
3685         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3686                            size, cachep->size,
3687                            flags, nodeid);
3688         return ret;
3689 }
3690 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3691 #endif
3692
3693 static __always_inline void *
3694 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3695 {
3696         struct kmem_cache *cachep;
3697
3698         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3699         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3700                 return cachep;
3701         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3702 }
3703
3704 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3705 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3706 {
3707         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3708 }
3709 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3710
3711 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3712                 int node, unsigned long caller)
3713 {
3714         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3715 }
3716 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3717 #else
3718 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3719 {
3720         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3723 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3724 #endif /* CONFIG_NUMA */
3725
3726 /**
3727  * __do_kmalloc - allocate memory
3728  * @size: how many bytes of memory are required.
3729  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3730  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3731  */
3732 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3733                                           unsigned long caller)
3734 {
3735         struct kmem_cache *cachep;
3736         void *ret;
3737
3738         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3739          * __ with kmem_.
3740          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3741          * functions.
3742          */
3743         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3744         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3745                 return cachep;
3746         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3747
3748         trace_kmalloc(caller, ret,
3749                       size, cachep->size, flags);
3750
3751         return ret;
3752 }
3753
3754
3755 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3756 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3757 {
3758         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3759 }
3760 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3761
3762 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3763 {
3764         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3765 }
3766 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3767
3768 #else
3769 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3770 {
3771         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3772 }
3773 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3774 #endif
3775
3776 /**
3777  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3778  * @cachep: The cache the allocation was from.
3779  * @objp: The previously allocated object.
3780  *
3781  * Free an object which was previously allocated from this
3782  * cache.
3783  */
3784 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3785 {
3786         unsigned long flags;
3787         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3788         if (!cachep)
3789                 return;
3790
3791         local_irq_save(flags);
3792         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3793         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3794                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3795         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3796         local_irq_restore(flags);
3797
3798         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3801
3802 /**
3803  * kfree - free previously allocated memory
3804  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3805  *
3806  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3807  *
3808  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3809  * or you will run into trouble.
3810  */
3811 void kfree(const void *objp)
3812 {
3813         struct kmem_cache *c;
3814         unsigned long flags;
3815
3816         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3817
3818         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3819                 return;
3820         local_irq_save(flags);
3821         kfree_debugcheck(objp);
3822         c = virt_to_cache(objp);
3823         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3824
3825         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3826         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3827         local_irq_restore(flags);
3828 }
3829 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3830
3831 /*
3832  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3833  */
3834 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3835 {
3836         int node;
3837         struct kmem_cache_node *n;
3838         struct array_cache *new_shared;
3839         struct array_cache **new_alien = NULL;
3840
3841         for_each_online_node(node) {
3842
3843                 if (use_alien_caches) {
3844                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3845                         if (!new_alien)
3846                                 goto fail;
3847                 }
3848
3849                 new_shared = NULL;
3850                 if (cachep->shared) {
3851                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3852                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3853                                         0xbaadf00d, gfp);
3854                         if (!new_shared) {
3855                                 free_alien_cache(new_alien);
3856                                 goto fail;
3857                         }
3858                 }
3859
3860                 n = cachep->node[node];
3861                 if (n) {
3862                         struct array_cache *shared = n->shared;
3863
3864                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3865
3866                         if (shared)
3867                                 free_block(cachep, shared->entry,
3868                                                 shared->avail, node);
3869
3870                         n->shared = new_shared;
3871                         if (!n->alien) {
3872                                 n->alien = new_alien;
3873                                 new_alien = NULL;
3874                         }
3875                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3876                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3877                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3878                         kfree(shared);
3879                         free_alien_cache(new_alien);
3880                         continue;
3881                 }
3882                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3883                 if (!n) {
3884                         free_alien_cache(new_alien);
3885                         kfree(new_shared);
3886                         goto fail;
3887                 }
3888
3889                 kmem_cache_node_init(n);
3890                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3891                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3892                 n->shared = new_shared;
3893                 n->alien = new_alien;
3894                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3895                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3896                 cachep->node[node] = n;
3897         }
3898         return 0;
3899
3900 fail:
3901         if (!cachep->list.next) {
3902                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3903                 node--;
3904                 while (node >= 0) {
3905                         if (cachep->node[node]) {
3906                                 n = cachep->node[node];
3907
3908                                 kfree(n->shared);
3909                                 free_alien_cache(n->alien);
3910                                 kfree(n);
3911                                 cachep->node[node] = NULL;
3912                         }
3913                         node--;
3914                 }
3915         }
3916         return -ENOMEM;
3917 }
3918
3919 struct ccupdate_struct {
3920         struct kmem_cache *cachep;
3921         struct array_cache *new[0];
3922 };
3923
3924 static void do_ccupdate_local(void *info)
3925 {
3926         struct ccupdate_struct *new = info;
3927         struct array_cache *old;
3928
3929         check_irq_off();
3930         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3931
3932         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3933         new->new[smp_processor_id()] = old;
3934 }
3935
3936 /* Always called with the slab_mutex held */
3937 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3938                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3939 {
3940         struct ccupdate_struct *new;
3941         int i;
3942
3943         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3944                       gfp);
3945         if (!new)
3946                 return -ENOMEM;
3947
3948         for_each_online_cpu(i) {
3949                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3950                                                 batchcount, gfp);
3951                 if (!new->new[i]) {
3952                         for (i--; i >= 0; i--)
3953                                 kfree(new->new[i]);
3954                         kfree(new);
3955                         return -ENOMEM;
3956                 }
3957         }
3958         new->cachep = cachep;
3959
3960         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3961
3962         check_irq_on();
3963         cachep->batchcount = batchcount;
3964         cachep->limit = limit;
3965         cachep->shared = shared;
3966
3967         for_each_online_cpu(i) {
3968                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3969                 if (!ccold)
3970                         continue;
3971                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3972                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3973                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3974                 kfree(ccold);
3975         }
3976         kfree(new);
3977         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3978 }
3979
3980 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3981                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3982 {
3983         int ret;
3984         struct kmem_cache *c = NULL;
3985         int i = 0;
3986
3987         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3988
3989         if (slab_state < FULL)
3990                 return ret;
3991
3992         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3993                 return ret;
3994
3995         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3996         for_each_memcg_cache_index(i) {
3997                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3998                 if (c)
3999                         /* return value determined by the parent cache only */
4000                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
4001         }
4002
4003         return ret;
4004 }
4005
4006 /* Called with slab_mutex held always */
4007 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4008 {
4009         int err;
4010         int limit = 0;
4011         int shared = 0;
4012         int batchcount = 0;
4013
4014         if (!is_root_cache(cachep)) {
4015                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
4016                 limit = root->limit;
4017                 shared = root->shared;
4018                 batchcount = root->batchcount;
4019         }
4020
4021         if (limit && shared && batchcount)
4022                 goto skip_setup;
4023         /*
4024          * The head array serves three purposes:
4025          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4026          * - reduce the number of spinlock operations.
4027          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4028          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4029          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4030          * Bonwick.
4031          */
4032         if (cachep->size > 131072)
4033                 limit = 1;
4034         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4035                 limit = 8;
4036         else if (cachep->size > 1024)
4037                 limit = 24;
4038         else if (cachep->size > 256)
4039                 limit = 54;
4040         else
4041                 limit = 120;
4042
4043         /*
4044          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4045          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4046          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4047          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4048          * replaces Bonwick's magazine layer.
4049          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4050          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4051          */
4052         shared = 0;
4053         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4054                 shared = 8;
4055
4056 #if DEBUG
4057         /*
4058          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4059          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4060          */
4061         if (limit > 32)
4062                 limit = 32;
4063 #endif
4064         batchcount = (limit + 1) / 2;
4065 skip_setup:
4066         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4067         if (err)
4068                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4069                        cachep->name, -err);
4070         return err;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
4075  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
4076  * if drain_array() is used on the shared array.
4077  */
4078 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4079                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4080 {
4081         int tofree;
4082
4083         if (!ac || !ac->avail)
4084                 return;
4085         if (ac->touched && !force) {
4086                 ac->touched = 0;
4087         } else {
4088                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4089                 if (ac->avail) {
4090                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4091                         if (tofree > ac->avail)
4092                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4093                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4094                         ac->avail -= tofree;
4095                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4096                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4097                 }
4098                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4099         }
4100 }
4101
4102 /**
4103  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4104  * @w: work descriptor
4105  *
4106  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4107  * Purpose:
4108  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4109  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4110  *
4111  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4112  * again on the next iteration.
4113  */
4114 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4115 {
4116         struct kmem_cache *searchp;
4117         struct kmem_cache_node *n;
4118         int node = numa_mem_id();
4119         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4120
4121         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4122                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4123                 goto out;
4124
4125         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4126                 check_irq_on();
4127
4128                 /*
4129                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4130                  * have established with reasonable certainty that
4131                  * we can do some work if the lock was obtained.
4132                  */
4133                 n = searchp->node[node];
4134
4135                 reap_alien(searchp, n);
4136
4137                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4138
4139                 /*
4140                  * These are racy checks but it does not matter
4141                  * if we skip one check or scan twice.
4142                  */
4143                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4144                         goto next;
4145
4146                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4147
4148                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4149
4150                 if (n->free_touched)
4151                         n->free_touched = 0;
4152                 else {
4153                         int freed;
4154
4155                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4156                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4157                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4158                 }
4159 next:
4160                 cond_resched();
4161         }
4162         check_irq_on();
4163         mutex_unlock(&slab_mutex);
4164         next_reap_node();
4165 out:
4166         /* Set up the next iteration */
4167         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4168 }
4169
4170 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4171 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4172 {
4173         struct slab *slabp;
4174         unsigned long active_objs;
4175         unsigned long num_objs;
4176         unsigned long active_slabs = 0;
4177         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4178         const char *name;
4179         char *error = NULL;
4180         int node;
4181         struct kmem_cache_node *n;
4182
4183         active_objs = 0;
4184         num_slabs = 0;
4185         for_each_online_node(node) {
4186                 n = cachep->node[node];
4187                 if (!n)
4188                         continue;
4189
4190                 check_irq_on();
4191                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4192
4193                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
4194                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4195                                 error = "slabs_full accounting error";
4196                         active_objs += cachep->num;
4197                         active_slabs++;
4198                 }
4199                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
4200                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4201                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4202                         if (!slabp->inuse && !error)
4203                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4204                         active_objs += slabp->inuse;
4205                         active_slabs++;
4206                 }
4207                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list) {
4208                         if (slabp->inuse && !error)
4209                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4210                         num_slabs++;
4211                 }
4212                 free_objects += n->free_objects;
4213                 if (n->shared)
4214                         shared_avail += n->shared->avail;
4215
4216                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4217         }
4218         num_slabs += active_slabs;
4219         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4220         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4221                 error = "free_objects accounting error";
4222
4223         name = cachep->name;
4224         if (error)
4225                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4226
4227         sinfo->active_objs = active_objs;
4228         sinfo->num_objs = num_objs;
4229         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4230         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4231         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4232         sinfo->limit = cachep->limit;
4233         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4234         sinfo->shared = cachep->shared;
4235         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4236         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4237 }
4238
4239 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4240 {
4241 #if STATS
4242         {                       /* node stats */
4243                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4244                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4245                 unsigned long grown = cachep->grown;
4246                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4247                 unsigned long errors = cachep->errors;
4248                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4249                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4250                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4251                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4252
4253                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4254                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4255                            allocs, high, grown,
4256                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4257                            node_frees, overflows);
4258         }
4259         /* cpu stats */
4260         {
4261                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4262                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4263                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4264                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4265
4266                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4267                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4268         }
4269 #endif
4270 }
4271
4272 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4273 /**
4274  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4275  * @file: unused
4276  * @buffer: user buffer
4277  * @count: data length
4278  * @ppos: unused
4279  */
4280 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4281                        size_t count, loff_t *ppos)
4282 {
4283         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4284         int limit, batchcount, shared, res;
4285         struct kmem_cache *cachep;
4286
4287         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4288                 return -EINVAL;
4289         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4290                 return -EFAULT;
4291         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4292
4293         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4294         if (!tmp)
4295                 return -EINVAL;
4296         *tmp = '\0';
4297         tmp++;
4298         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4299                 return -EINVAL;
4300
4301         /* Find the cache in the chain of caches. */
4302         mutex_lock(&slab_mutex);
4303         res = -EINVAL;
4304         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4305                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4306                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4307                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4308                                 res = 0;
4309                         } else {
4310                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4311                                                        batchcount, shared,
4312                                                        GFP_KERNEL);
4313                         }
4314                         break;
4315                 }
4316         }
4317         mutex_unlock(&slab_mutex);
4318         if (res >= 0)
4319                 res = count;
4320         return res;
4321 }
4322
4323 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4324
4325 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4326 {
4327         mutex_lock(&slab_mutex);
4328         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4329 }
4330
4331 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4332 {
4333         unsigned long *p;
4334         int l;
4335         if (!v)
4336                 return 1;
4337         l = n[1];
4338         p = n + 2;
4339         while (l) {
4340                 int i = l/2;
4341                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4342                 if (*q == v) {
4343                         q[1]++;
4344                         return 1;
4345                 }
4346                 if (*q > v) {
4347                         l = i;
4348                 } else {
4349                         p = q + 2;
4350                         l -= i + 1;
4351                 }
4352         }
4353         if (++n[1] == n[0])
4354                 return 0;
4355         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4356         p[0] = v;
4357         p[1] = 1;
4358         return 1;
4359 }
4360
4361 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4362 {
4363         void *p;
4364         int i;
4365         if (n[0] == n[1])
4366                 return;
4367         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4368                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4369                         continue;
4370                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4371                         return;
4372         }
4373 }
4374
4375 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4376 {
4377 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4378         unsigned long offset, size;
4379         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4380
4381         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4382                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4383                 if (modname[0])
4384                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4385                 return;
4386         }
4387 #endif
4388         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4389 }
4390
4391 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4392 {
4393         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4394         struct slab *slabp;
4395         struct kmem_cache_node *n;
4396         const char *name;
4397         unsigned long *n = m->private;
4398         int node;
4399         int i;
4400
4401         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4402                 return 0;
4403         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4404                 return 0;
4405
4406         /* OK, we can do it */
4407
4408         n[1] = 0;
4409
4410         for_each_online_node(node) {
4411                 n = cachep->node[node];
4412                 if (!n)
4413                         continue;
4414
4415                 check_irq_on();
4416                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4417
4418                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
4419                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4420                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
4421                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4422                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4423         }
4424         name = cachep->name;
4425         if (n[0] == n[1]) {
4426                 /* Increase the buffer size */
4427                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4428                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4429                 if (!m->private) {
4430                         /* Too bad, we are really out */
4431                         m->private = n;
4432                         mutex_lock(&slab_mutex);
4433                         return -ENOMEM;
4434                 }
4435                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4436                 kfree(n);
4437                 mutex_lock(&slab_mutex);
4438                 /* Now make sure this entry will be retried */
4439                 m->count = m->size;
4440                 return 0;
4441         }
4442         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4443                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4444                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4445                 seq_putc(m, '\n');
4446         }
4447
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4452 {
4453         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4454 }
4455
4456 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4457 {
4458         mutex_unlock(&slab_mutex);
4459 }
4460
4461 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4462         .start = leaks_start,
4463         .next = s_next,
4464         .stop = s_stop,
4465         .show = leaks_show,
4466 };
4467
4468 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4469 {
4470         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4471         int ret = -ENOMEM;
4472         if (n) {
4473                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4474                 if (!ret) {
4475                         struct seq_file *m = file->private_data;
4476                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4477                         m->private = n;
4478                         n = NULL;
4479                 }
4480                 kfree(n);
4481         }
4482         return ret;
4483 }
4484
4485 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4486         .open           = slabstats_open,
4487         .read           = seq_read,
4488         .llseek         = seq_lseek,
4489         .release        = seq_release_private,
4490 };
4491 #endif
4492
4493 static int __init slab_proc_init(void)
4494 {
4495 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4496         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4497 #endif
4498         return 0;
4499 }
4500 module_init(slab_proc_init);
4501 #endif
4502
4503 /**
4504  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4505  * @objp: Pointer to the object
4506  *
4507  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4508  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4509  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4510  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4511  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4512  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4513  * must not be freed during the duration of the call.
4514  */
4515 size_t ksize(const void *objp)
4516 {
4517         BUG_ON(!objp);
4518         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4519                 return 0;
4520
4521         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4522 }
4523 EXPORT_SYMBOL(ksize);