OSDN Git Service

BACKPORT: mm: coalesce split strings
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         void *entry[];  /*
195                          * Must have this definition in here for the proper
196                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
197                          * the entries.
198                          *
199                          * Entries should not be directly dereferenced as
200                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
201                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
202                          */
203 };
204
205 struct alien_cache {
206         spinlock_t lock;
207         struct array_cache ac;
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
229  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
230  */
231 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
232 struct arraycache_init {
233         struct array_cache cache;
234         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
235 };
236
237 /*
238  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
239  */
240 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
241 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
242 #define CACHE_CACHE 0
243 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
244
245 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
246                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
247 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
248                         int node, struct list_head *list);
249 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
250 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
251 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
252
253 static int slab_early_init = 1;
254
255 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
256
257 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
258 {
259         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
260         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
261         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
262         parent->shared = NULL;
263         parent->alien = NULL;
264         parent->colour_next = 0;
265         spin_lock_init(&parent->list_lock);
266         parent->free_objects = 0;
267         parent->free_touched = 0;
268 }
269
270 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
271         do {                                                            \
272                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
273                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
274         } while (0)
275
276 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
277         do {                                                            \
278         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
279         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
280         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
281         } while (0)
282
283 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
284 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
285 #define OFF_SLAB_MIN_SIZE (max_t(size_t, PAGE_SIZE >> 5, KMALLOC_MIN_SIZE + 1))
286
287 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
288 /*
289  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
290  * cpucache drain/refill cycles.
291  *
292  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
293  * which could lock up otherwise freeable slabs.
294  */
295 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
296 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
297
298 #if STATS
299 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
300 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
301 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
302 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
303 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
304 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
305         do {                                                            \
306                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
307                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
308         } while (0)
309 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
310 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
311 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
312 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
313 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
314         do {                                                            \
315                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
316                         (x)->max_freeable = i;                          \
317         } while (0)
318 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
319 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
320 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
321 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
322 #else
323 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
324 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
326 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
327 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
328 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
329 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
330 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
331 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
332 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
333 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
334 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
335 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
336 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
337 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
338 #endif
339
340 #if DEBUG
341
342 /*
343  * memory layout of objects:
344  * 0            : objp
345  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
346  *              the end of an object is aligned with the end of the real
347  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
348  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
349  *              redzone word.
350  * cachep->obj_offset: The real object.
351  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
352  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
353  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
354  */
355 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
356 {
357         return cachep->obj_offset;
358 }
359
360 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
361 {
362         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
363         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
364                                       sizeof(unsigned long long));
365 }
366
367 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
368 {
369         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
370         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
371                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
372                                               sizeof(unsigned long long) -
373                                               REDZONE_ALIGN);
374         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
375                                        sizeof(unsigned long long));
376 }
377
378 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
379 {
380         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
381         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
382 }
383
384 #else
385
386 #define obj_offset(x)                   0
387 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
388 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
389 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
390
391 #endif
392
393 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
394
395 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
396 {
397         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
398 }
399
400 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
401 {
402         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
403 }
404
405 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
406 {
407         if (is_store_user_clean(cachep))
408                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
409 }
410
411 #else
412 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
413
414 #endif
415
416 /*
417  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
418  * overridden on the command line.
419  */
420 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
421 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
422 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
423 static bool slab_max_order_set __initdata;
424
425 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
426 {
427         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
428         return page->slab_cache;
429 }
430
431 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
432                                  unsigned int idx)
433 {
434         return page->s_mem + cache->size * idx;
435 }
436
437 /*
438  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
439  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
440  *   we can replace (offset / cache->size) by
441  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
442  */
443 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
444                                         const struct page *page, void *obj)
445 {
446         u32 offset = (obj - page->s_mem);
447         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
448 }
449
450 /* internal cache of cache description objs */
451 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
452         .batchcount = 1,
453         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
454         .shared = 1,
455         .size = sizeof(struct kmem_cache),
456         .name = "kmem_cache",
457 };
458
459 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
460
461 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
462
463 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
464 {
465         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
466 }
467
468 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
469 {
470         size_t freelist_size;
471
472         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
473         if (align)
474                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
475
476         return freelist_size;
477 }
478
479 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
480                                 size_t idx_size, size_t align)
481 {
482         int nr_objs;
483         size_t remained_size;
484         size_t freelist_size;
485
486         /*
487          * Ignore padding for the initial guess. The padding
488          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
489          * least @align. In the worst case, this result will
490          * be one greater than the number of objects that fit
491          * into the memory allocation when taking the padding
492          * into account.
493          */
494         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size);
495
496         /*
497          * This calculated number will be either the right
498          * amount, or one greater than what we want.
499          */
500         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
501         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
502         if (remained_size < freelist_size)
503                 nr_objs--;
504
505         return nr_objs;
506 }
507
508 /*
509  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
510  */
511 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
512                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
513                            unsigned int *num)
514 {
515         int nr_objs;
516         size_t mgmt_size;
517         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
518
519         /*
520          * The slab management structure can be either off the slab or
521          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
522          * slab is used for:
523          *
524          * - One unsigned int for each object
525          * - Padding to respect alignment of @align
526          * - @buffer_size bytes for each object
527          *
528          * If the slab management structure is off the slab, then the
529          * alignment will already be calculated into the size. Because
530          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
531          * correct alignment when allocated.
532          */
533         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
534                 mgmt_size = 0;
535                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
536
537         } else {
538                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
539                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
540                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
541         }
542         *num = nr_objs;
543         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
544 }
545
546 #if DEBUG
547 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
548
549 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
550                         char *msg)
551 {
552         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
553                function, cachep->name, msg);
554         dump_stack();
555         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
556 }
557 #endif
558
559 /*
560  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
561  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
562  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
563  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
564  * line
565   */
566
567 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
568 static int __init noaliencache_setup(char *s)
569 {
570         use_alien_caches = 0;
571         return 1;
572 }
573 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
574
575 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
576 {
577         get_option(&str, &slab_max_order);
578         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
579                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
580         slab_max_order_set = true;
581
582         return 1;
583 }
584 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
585
586 #ifdef CONFIG_NUMA
587 /*
588  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
589  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
590  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
591  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
592  */
593 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
594
595 static void init_reap_node(int cpu)
596 {
597         int node;
598
599         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
600         if (node == MAX_NUMNODES)
601                 node = first_node(node_online_map);
602
603         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
604 }
605
606 static void next_reap_node(void)
607 {
608         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
609
610         node = next_node(node, node_online_map);
611         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
612                 node = first_node(node_online_map);
613         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
614 }
615
616 #else
617 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
618 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
619 #endif
620
621 /*
622  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
623  * via the workqueue/eventd.
624  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
625  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
626  * lock.
627  */
628 static void start_cpu_timer(int cpu)
629 {
630         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
631
632         /*
633          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
634          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
635          * at that time.
636          */
637         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
638                 init_reap_node(cpu);
639                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
640                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
641                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
642         }
643 }
644
645 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
646 {
647         /*
648          * The array_cache structures contain pointers to free object.
649          * However, when such objects are allocated or transferred to another
650          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
651          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
652          * not scan such objects.
653          */
654         kmemleak_no_scan(ac);
655         if (ac) {
656                 ac->avail = 0;
657                 ac->limit = limit;
658                 ac->batchcount = batch;
659                 ac->touched = 0;
660         }
661 }
662
663 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
664                                             int batchcount, gfp_t gfp)
665 {
666         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
667         struct array_cache *ac = NULL;
668
669         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
670         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
671         return ac;
672 }
673
674 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
675 {
676         return PageSlabPfmemalloc(page);
677 }
678
679 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
680 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
681                                                 struct array_cache *ac)
682 {
683         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
684         struct page *page;
685         unsigned long flags;
686
687         if (!pfmemalloc_active)
688                 return;
689
690         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
691         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
692                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
693                         goto out;
694
695         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
696                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
697                         goto out;
698
699         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
700                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
701                         goto out;
702
703         pfmemalloc_active = false;
704 out:
705         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
706 }
707
708 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
709                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
710 {
711         int i;
712         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
713
714         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
715         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
716                 struct kmem_cache_node *n;
717
718                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
719                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
720                         return objp;
721                 }
722
723                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
724                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
725                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
726                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
727                                 objp = ac->entry[i];
728                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
729                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
730                                 return objp;
731                         }
732                 }
733
734                 /*
735                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
736                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
737                  */
738                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
739                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
740                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
741                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
742                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
743                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
744                         return objp;
745                 }
746
747                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
748                 ac->avail++;
749                 objp = NULL;
750         }
751
752         return objp;
753 }
754
755 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
756                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
757 {
758         void *objp;
759
760         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
761                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
762         else
763                 objp = ac->entry[--ac->avail];
764
765         return objp;
766 }
767
768 static noinline void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
769                         struct array_cache *ac, void *objp)
770 {
771         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
772                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
773                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
774                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
775                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
776         }
777
778         return objp;
779 }
780
781 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
782                                                                 void *objp)
783 {
784         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
785                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
786
787         ac->entry[ac->avail++] = objp;
788 }
789
790 /*
791  * Transfer objects in one arraycache to another.
792  * Locking must be handled by the caller.
793  *
794  * Return the number of entries transferred.
795  */
796 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
797                 struct array_cache *from, unsigned int max)
798 {
799         /* Figure out how many entries to transfer */
800         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
801
802         if (!nr)
803                 return 0;
804
805         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
806                         sizeof(void *) *nr);
807
808         from->avail -= nr;
809         to->avail += nr;
810         return nr;
811 }
812
813 #ifndef CONFIG_NUMA
814
815 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
816 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
817
818 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
819                                                 int limit, gfp_t gfp)
820 {
821         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
822 }
823
824 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
825 {
826 }
827
828 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
829 {
830         return 0;
831 }
832
833 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
834                 gfp_t flags)
835 {
836         return NULL;
837 }
838
839 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
840                  gfp_t flags, int nodeid)
841 {
842         return NULL;
843 }
844
845 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
846 {
847         return flags;
848 }
849
850 #else   /* CONFIG_NUMA */
851
852 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
853 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
854
855 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
856                                                 int batch, gfp_t gfp)
857 {
858         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
859         struct alien_cache *alc = NULL;
860
861         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
862         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
863         spin_lock_init(&alc->lock);
864         return alc;
865 }
866
867 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
868 {
869         struct alien_cache **alc_ptr;
870         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
871         int i;
872
873         if (limit > 1)
874                 limit = 12;
875         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
876         if (!alc_ptr)
877                 return NULL;
878
879         for_each_node(i) {
880                 if (i == node || !node_online(i))
881                         continue;
882                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
883                 if (!alc_ptr[i]) {
884                         for (i--; i >= 0; i--)
885                                 kfree(alc_ptr[i]);
886                         kfree(alc_ptr);
887                         return NULL;
888                 }
889         }
890         return alc_ptr;
891 }
892
893 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
894 {
895         int i;
896
897         if (!alc_ptr)
898                 return;
899         for_each_node(i)
900             kfree(alc_ptr[i]);
901         kfree(alc_ptr);
902 }
903
904 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
905                                 struct array_cache *ac, int node,
906                                 struct list_head *list)
907 {
908         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
909
910         if (ac->avail) {
911                 spin_lock(&n->list_lock);
912                 /*
913                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
914                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
915                  * into the free lists and getting them back later.
916                  */
917                 if (n->shared)
918                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
919
920                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
921                 ac->avail = 0;
922                 spin_unlock(&n->list_lock);
923         }
924 }
925
926 /*
927  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
928  */
929 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
930 {
931         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
932
933         if (n->alien) {
934                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
935                 struct array_cache *ac;
936
937                 if (alc) {
938                         ac = &alc->ac;
939                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
940                                 LIST_HEAD(list);
941
942                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
943                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
944                                 slabs_destroy(cachep, &list);
945                         }
946                 }
947         }
948 }
949
950 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
951                                 struct alien_cache **alien)
952 {
953         int i = 0;
954         struct alien_cache *alc;
955         struct array_cache *ac;
956         unsigned long flags;
957
958         for_each_online_node(i) {
959                 alc = alien[i];
960                 if (alc) {
961                         LIST_HEAD(list);
962
963                         ac = &alc->ac;
964                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
965                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
966                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
967                         slabs_destroy(cachep, &list);
968                 }
969         }
970 }
971
972 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
973                                 int node, int page_node)
974 {
975         struct kmem_cache_node *n;
976         struct alien_cache *alien = NULL;
977         struct array_cache *ac;
978         LIST_HEAD(list);
979
980         n = get_node(cachep, node);
981         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
982         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
983                 alien = n->alien[page_node];
984                 ac = &alien->ac;
985                 spin_lock(&alien->lock);
986                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
987                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
988                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
989                 }
990                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
991                 spin_unlock(&alien->lock);
992                 slabs_destroy(cachep, &list);
993         } else {
994                 n = get_node(cachep, page_node);
995                 spin_lock(&n->list_lock);
996                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
997                 spin_unlock(&n->list_lock);
998                 slabs_destroy(cachep, &list);
999         }
1000         return 1;
1001 }
1002
1003 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1004 {
1005         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1006         int node = numa_mem_id();
1007         /*
1008          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1009          * cache on this cpu.
1010          */
1011         if (likely(node == page_node))
1012                 return 0;
1013
1014         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not direct reclaim
1019  * or warn about failures. kswapd may still wake to reclaim in the background.
1020  */
1021 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
1022 {
1023         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1024 }
1025 #endif
1026
1027 /*
1028  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1029  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1030  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1031  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1032  * already in use.
1033  *
1034  * Must hold slab_mutex.
1035  */
1036 static int init_cache_node_node(int node)
1037 {
1038         struct kmem_cache *cachep;
1039         struct kmem_cache_node *n;
1040         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1041
1042         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1043                 /*
1044                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1045                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1046                  * node has not already allocated this
1047                  */
1048                 n = get_node(cachep, node);
1049                 if (!n) {
1050                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1051                         if (!n)
1052                                 return -ENOMEM;
1053                         kmem_cache_node_init(n);
1054                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1055                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1056
1057                         /*
1058                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1059                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1060                          * protection here.
1061                          */
1062                         cachep->node[node] = n;
1063                 }
1064
1065                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1066                 n->free_limit =
1067                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1068                         cachep->batchcount + cachep->num;
1069                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1075                                                 struct kmem_cache_node *n)
1076 {
1077         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1078 }
1079
1080 static void cpuup_canceled(long cpu)
1081 {
1082         struct kmem_cache *cachep;
1083         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1084         int node = cpu_to_mem(cpu);
1085         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1086
1087         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1088                 struct array_cache *nc;
1089                 struct array_cache *shared;
1090                 struct alien_cache **alien;
1091                 LIST_HEAD(list);
1092
1093                 n = get_node(cachep, node);
1094                 if (!n)
1095                         continue;
1096
1097                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1098
1099                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1100                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1101
1102                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1103                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
1104                 if (nc) {
1105                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1106                         nc->avail = 0;
1107                 }
1108
1109                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1110                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1111                         goto free_slab;
1112                 }
1113
1114                 shared = n->shared;
1115                 if (shared) {
1116                         free_block(cachep, shared->entry,
1117                                    shared->avail, node, &list);
1118                         n->shared = NULL;
1119                 }
1120
1121                 alien = n->alien;
1122                 n->alien = NULL;
1123
1124                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1125
1126                 kfree(shared);
1127                 if (alien) {
1128                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1129                         free_alien_cache(alien);
1130                 }
1131
1132 free_slab:
1133                 slabs_destroy(cachep, &list);
1134         }
1135         /*
1136          * In the previous loop, all the objects were freed to
1137          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1138          * shrink each nodelist to its limit.
1139          */
1140         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1141                 n = get_node(cachep, node);
1142                 if (!n)
1143                         continue;
1144                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1145         }
1146 }
1147
1148 static int cpuup_prepare(long cpu)
1149 {
1150         struct kmem_cache *cachep;
1151         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1152         int node = cpu_to_mem(cpu);
1153         int err;
1154
1155         /*
1156          * We need to do this right in the beginning since
1157          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1158          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1159          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1160          */
1161         err = init_cache_node_node(node);
1162         if (err < 0)
1163                 goto bad;
1164
1165         /*
1166          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1167          * array caches
1168          */
1169         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1170                 struct array_cache *shared = NULL;
1171                 struct alien_cache **alien = NULL;
1172
1173                 if (cachep->shared) {
1174                         shared = alloc_arraycache(node,
1175                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1176                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1177                         if (!shared)
1178                                 goto bad;
1179                 }
1180                 if (use_alien_caches) {
1181                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1182                         if (!alien) {
1183                                 kfree(shared);
1184                                 goto bad;
1185                         }
1186                 }
1187                 n = get_node(cachep, node);
1188                 BUG_ON(!n);
1189
1190                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1191                 if (!n->shared) {
1192                         /*
1193                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1194                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1195                          */
1196                         n->shared = shared;
1197                         shared = NULL;
1198                 }
1199 #ifdef CONFIG_NUMA
1200                 if (!n->alien) {
1201                         n->alien = alien;
1202                         alien = NULL;
1203                 }
1204 #endif
1205                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1206                 kfree(shared);
1207                 free_alien_cache(alien);
1208         }
1209
1210         return 0;
1211 bad:
1212         cpuup_canceled(cpu);
1213         return -ENOMEM;
1214 }
1215
1216 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1217                                     unsigned long action, void *hcpu)
1218 {
1219         long cpu = (long)hcpu;
1220         int err = 0;
1221
1222         switch (action) {
1223         case CPU_UP_PREPARE:
1224         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1225                 mutex_lock(&slab_mutex);
1226                 err = cpuup_prepare(cpu);
1227                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1228                 break;
1229         case CPU_ONLINE:
1230         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1231                 start_cpu_timer(cpu);
1232                 break;
1233 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1234         case CPU_DOWN_PREPARE:
1235         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1236                 /*
1237                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1238                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1239                  * anything expensive but will only modify reap_work
1240                  * and reschedule the timer.
1241                 */
1242                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1243                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1244                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1245                 break;
1246         case CPU_DOWN_FAILED:
1247         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1248                 start_cpu_timer(cpu);
1249                 break;
1250         case CPU_DEAD:
1251         case CPU_DEAD_FROZEN:
1252                 /*
1253                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1254                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1255                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1256                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1257                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1258                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1259                  */
1260                 /* fall through */
1261 #endif
1262         case CPU_UP_CANCELED:
1263         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1264                 mutex_lock(&slab_mutex);
1265                 cpuup_canceled(cpu);
1266                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1267                 break;
1268         }
1269         return notifier_from_errno(err);
1270 }
1271
1272 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1273         &cpuup_callback, NULL, 0
1274 };
1275
1276 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1277 /*
1278  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1279  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1280  * removed.
1281  *
1282  * Must hold slab_mutex.
1283  */
1284 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1285 {
1286         struct kmem_cache *cachep;
1287         int ret = 0;
1288
1289         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1290                 struct kmem_cache_node *n;
1291
1292                 n = get_node(cachep, node);
1293                 if (!n)
1294                         continue;
1295
1296                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1297
1298                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1299                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1300                         ret = -EBUSY;
1301                         break;
1302                 }
1303         }
1304         return ret;
1305 }
1306
1307 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1308                                         unsigned long action, void *arg)
1309 {
1310         struct memory_notify *mnb = arg;
1311         int ret = 0;
1312         int nid;
1313
1314         nid = mnb->status_change_nid;
1315         if (nid < 0)
1316                 goto out;
1317
1318         switch (action) {
1319         case MEM_GOING_ONLINE:
1320                 mutex_lock(&slab_mutex);
1321                 ret = init_cache_node_node(nid);
1322                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1323                 break;
1324         case MEM_GOING_OFFLINE:
1325                 mutex_lock(&slab_mutex);
1326                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1327                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1328                 break;
1329         case MEM_ONLINE:
1330         case MEM_OFFLINE:
1331         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1332         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1333                 break;
1334         }
1335 out:
1336         return notifier_from_errno(ret);
1337 }
1338 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1339
1340 /*
1341  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1342  */
1343 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1344                                 int nodeid)
1345 {
1346         struct kmem_cache_node *ptr;
1347
1348         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1349         BUG_ON(!ptr);
1350
1351         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1352         /*
1353          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1354          */
1355         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1356
1357         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1358         cachep->node[nodeid] = ptr;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1363  * size of kmem_cache_node.
1364  */
1365 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1366 {
1367         int node;
1368
1369         for_each_online_node(node) {
1370                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1371                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1372                     REAPTIMEOUT_NODE +
1373                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1374         }
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1379  * before smp_init().
1380  */
1381 void __init kmem_cache_init(void)
1382 {
1383         int i;
1384
1385         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1386                                         sizeof(struct rcu_head));
1387         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1388
1389         if (num_possible_nodes() == 1)
1390                 use_alien_caches = 0;
1391
1392         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1393                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1394
1395         /*
1396          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1397          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1398          * not overridden on the command line.
1399          */
1400         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1401                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1402
1403         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1404          * from caches that do not exist yet:
1405          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1406          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1407          *    kmem_cache is statically allocated.
1408          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1409          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1410          *    array at the end of the bootstrap.
1411          * 2) Create the first kmalloc cache.
1412          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1413          *    An __init data area is used for the head array.
1414          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1415          *    head arrays.
1416          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1417          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1418          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1419          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1420          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1421          */
1422
1423         /* 1) create the kmem_cache */
1424
1425         /*
1426          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1427          */
1428         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1429                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1430                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1431                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1432         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1433         slab_state = PARTIAL;
1434
1435         /*
1436          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1437          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1438          */
1439         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1440                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1441         slab_state = PARTIAL_NODE;
1442         setup_kmalloc_cache_index_table();
1443
1444         slab_early_init = 0;
1445
1446         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1447         {
1448                 int nid;
1449
1450                 for_each_online_node(nid) {
1451                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1452
1453                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1454                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1455                 }
1456         }
1457
1458         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1459 }
1460
1461 void __init kmem_cache_init_late(void)
1462 {
1463         struct kmem_cache *cachep;
1464
1465         slab_state = UP;
1466
1467         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1468         mutex_lock(&slab_mutex);
1469         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1470                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1471                         BUG();
1472         mutex_unlock(&slab_mutex);
1473
1474         /* Done! */
1475         slab_state = FULL;
1476
1477         /*
1478          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1479          * cpu_cache_get for all new cpus
1480          */
1481         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1482
1483 #ifdef CONFIG_NUMA
1484         /*
1485          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1486          * node.
1487          */
1488         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1489 #endif
1490
1491         /*
1492          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1493          * of the kernel is not yet operational.
1494          */
1495 }
1496
1497 static int __init cpucache_init(void)
1498 {
1499         int cpu;
1500
1501         /*
1502          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1503          */
1504         for_each_online_cpu(cpu)
1505                 start_cpu_timer(cpu);
1506
1507         /* Done! */
1508         slab_state = FULL;
1509         return 0;
1510 }
1511 __initcall(cpucache_init);
1512
1513 static noinline void
1514 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1515 {
1516 #if DEBUG
1517         struct kmem_cache_node *n;
1518         struct page *page;
1519         unsigned long flags;
1520         int node;
1521         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1522                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1523
1524         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1525                 return;
1526
1527         printk(KERN_WARNING
1528                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1529                 nodeid, gfpflags);
1530         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1531                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1532
1533         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1534                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1535                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1536
1537                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1538                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1539                         active_objs += cachep->num;
1540                         active_slabs++;
1541                 }
1542                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1543                         active_objs += page->active;
1544                         active_slabs++;
1545                 }
1546                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1547                         num_slabs++;
1548
1549                 free_objects += n->free_objects;
1550                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1551
1552                 num_slabs += active_slabs;
1553                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1554                 printk(KERN_WARNING
1555                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1556                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1557                         free_objects);
1558         }
1559 #endif
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1564  * kmem_cache_node ->list_lock.
1565  *
1566  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1567  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1568  * would be relatively rare and ignorable.
1569  */
1570 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1571                                                                 int nodeid)
1572 {
1573         struct page *page;
1574         int nr_pages;
1575
1576         flags |= cachep->allocflags;
1577         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1578                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1579
1580         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1581         if (!page) {
1582                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1583                 return NULL;
1584         }
1585
1586         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1587                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1588                 return NULL;
1589         }
1590
1591         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1592         if (page_is_pfmemalloc(page))
1593                 pfmemalloc_active = true;
1594
1595         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1596         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1597                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1598                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1599         else
1600                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1601                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1602         __SetPageSlab(page);
1603         if (page_is_pfmemalloc(page))
1604                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1605
1606         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1607                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1608
1609                 if (cachep->ctor)
1610                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1611                 else
1612                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1613         }
1614
1615         return page;
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Interface to system's page release.
1620  */
1621 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1622 {
1623         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1624
1625         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1626
1627         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1628                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1629                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1630         else
1631                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1632                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1633
1634         BUG_ON(!PageSlab(page));
1635         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1636         __ClearPageSlab(page);
1637         page_mapcount_reset(page);
1638         page->mapping = NULL;
1639
1640         if (current->reclaim_state)
1641                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1642         __free_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1643 }
1644
1645 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1646 {
1647         struct kmem_cache *cachep;
1648         struct page *page;
1649
1650         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1651         cachep = page->slab_cache;
1652
1653         kmem_freepages(cachep, page);
1654 }
1655
1656 #if DEBUG
1657 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1658 {
1659         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1660                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1661                 return true;
1662
1663         return false;
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1667 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1668                             unsigned long caller)
1669 {
1670         int size = cachep->object_size;
1671
1672         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1673
1674         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1675                 return;
1676
1677         *addr++ = 0x12345678;
1678         *addr++ = caller;
1679         *addr++ = smp_processor_id();
1680         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1681         {
1682                 unsigned long *sptr = &caller;
1683                 unsigned long svalue;
1684
1685                 while (!kstack_end(sptr)) {
1686                         svalue = *sptr++;
1687                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1688                                 *addr++ = svalue;
1689                                 size -= sizeof(unsigned long);
1690                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1691                                         break;
1692                         }
1693                 }
1694
1695         }
1696         *addr++ = 0x87654321;
1697 }
1698
1699 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1700                                 int map, unsigned long caller)
1701 {
1702         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1703                 return;
1704
1705         if (caller)
1706                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1707
1708         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1709 }
1710
1711 #else
1712 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1713                                 int map, unsigned long caller) {}
1714
1715 #endif
1716
1717 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1718 {
1719         int size = cachep->object_size;
1720         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1721
1722         memset(addr, val, size);
1723         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1724 }
1725
1726 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1727 {
1728         int i;
1729         unsigned char error = 0;
1730         int bad_count = 0;
1731
1732         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1733         for (i = 0; i < limit; i++) {
1734                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1735                         error = data[offset + i];
1736                         bad_count++;
1737                 }
1738         }
1739         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1740                         &data[offset], limit, 1);
1741
1742         if (bad_count == 1) {
1743                 error ^= POISON_FREE;
1744                 if (!(error & (error - 1))) {
1745                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1746 #ifdef CONFIG_X86
1747                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1748 #else
1749                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1750 #endif
1751                 }
1752         }
1753 }
1754 #endif
1755
1756 #if DEBUG
1757
1758 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1759 {
1760         int i, size;
1761         char *realobj;
1762
1763         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1764                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1765                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1766                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1767         }
1768
1769         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1770                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1771                        *dbg_userword(cachep, objp),
1772                        *dbg_userword(cachep, objp));
1773         }
1774         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1775         size = cachep->object_size;
1776         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1777                 int limit;
1778                 limit = 16;
1779                 if (i + limit > size)
1780                         limit = size - i;
1781                 dump_line(realobj, i, limit);
1782         }
1783 }
1784
1785 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1786 {
1787         char *realobj;
1788         int size, i;
1789         int lines = 0;
1790
1791         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1792                 return;
1793
1794         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1795         size = cachep->object_size;
1796
1797         for (i = 0; i < size; i++) {
1798                 char exp = POISON_FREE;
1799                 if (i == size - 1)
1800                         exp = POISON_END;
1801                 if (realobj[i] != exp) {
1802                         int limit;
1803                         /* Mismatch ! */
1804                         /* Print header */
1805                         if (lines == 0) {
1806                                 printk(KERN_ERR
1807                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1808                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1809                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1810                         }
1811                         /* Hexdump the affected line */
1812                         i = (i / 16) * 16;
1813                         limit = 16;
1814                         if (i + limit > size)
1815                                 limit = size - i;
1816                         dump_line(realobj, i, limit);
1817                         i += 16;
1818                         lines++;
1819                         /* Limit to 5 lines */
1820                         if (lines > 5)
1821                                 break;
1822                 }
1823         }
1824         if (lines != 0) {
1825                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1826                  * exist:
1827                  */
1828                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1829                 unsigned int objnr;
1830
1831                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1832                 if (objnr) {
1833                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1834                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1835                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1836                                realobj, size);
1837                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1838                 }
1839                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1840                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1841                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1842                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1843                                realobj, size);
1844                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1845                 }
1846         }
1847 }
1848 #endif
1849
1850 #if DEBUG
1851 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1852                                                 struct page *page)
1853 {
1854         int i;
1855         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1856                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1857
1858                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1859                         check_poison_obj(cachep, objp);
1860                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1861                 }
1862                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1863                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1864                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1865                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1866                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1867                 }
1868         }
1869 }
1870 #else
1871 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1872                                                 struct page *page)
1873 {
1874 }
1875 #endif
1876
1877 /**
1878  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1879  * @cachep: cache pointer being destroyed
1880  * @page: page pointer being destroyed
1881  *
1882  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1883  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1884  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1885  */
1886 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1887 {
1888         void *freelist;
1889
1890         freelist = page->freelist;
1891         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1892         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1893                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1894         else
1895                 kmem_freepages(cachep, page);
1896
1897         /*
1898          * From now on, we don't use freelist
1899          * although actual page can be freed in rcu context
1900          */
1901         if (OFF_SLAB(cachep))
1902                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1903 }
1904
1905 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1906 {
1907         struct page *page, *n;
1908
1909         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1910                 list_del(&page->lru);
1911                 slab_destroy(cachep, page);
1912         }
1913 }
1914
1915 /**
1916  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1917  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1918  * @size: size of objects to be created in this cache.
1919  * @align: required alignment for the objects.
1920  * @flags: slab allocation flags
1921  *
1922  * Also calculates the number of objects per slab.
1923  *
1924  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1925  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1926  * towards high-order requests, this should be changed.
1927  */
1928 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1929                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1930 {
1931         unsigned long offslab_limit;
1932         size_t left_over = 0;
1933         int gfporder;
1934
1935         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1936                 unsigned int num;
1937                 size_t remainder;
1938
1939                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1940                 if (!num)
1941                         continue;
1942
1943                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1944                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1945                         break;
1946
1947                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1948                         /*
1949                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1950                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1951                          * looping condition in cache_grow().
1952                          */
1953                         offslab_limit = size;
1954                         offslab_limit /= sizeof(freelist_idx_t);
1955
1956                         if (num > offslab_limit)
1957                                 break;
1958                 }
1959
1960                 /* Found something acceptable - save it away */
1961                 cachep->num = num;
1962                 cachep->gfporder = gfporder;
1963                 left_over = remainder;
1964
1965                 /*
1966                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1967                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1968                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1969                  */
1970                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1971                         break;
1972
1973                 /*
1974                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1975                  * currently bad for the gfp()s.
1976                  */
1977                 if (gfporder >= slab_max_order)
1978                         break;
1979
1980                 /*
1981                  * Acceptable internal fragmentation?
1982                  */
1983                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1984                         break;
1985         }
1986         return left_over;
1987 }
1988
1989 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1990                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1991 {
1992         int cpu;
1993         size_t size;
1994         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1995
1996         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1997         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1998
1999         if (!cpu_cache)
2000                 return NULL;
2001
2002         for_each_possible_cpu(cpu) {
2003                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
2004                                 entries, batchcount);
2005         }
2006
2007         return cpu_cache;
2008 }
2009
2010 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2011 {
2012         if (slab_state >= FULL)
2013                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2014
2015         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
2016         if (!cachep->cpu_cache)
2017                 return 1;
2018
2019         if (slab_state == DOWN) {
2020                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
2021                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
2022         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2023                 /* For kmem_cache_node */
2024                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2025         } else {
2026                 int node;
2027
2028                 for_each_online_node(node) {
2029                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
2030                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
2031                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
2032                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2033                 }
2034         }
2035
2036         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2037                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2038                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2039
2040         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2041         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2042         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2043         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2044         cachep->batchcount = 1;
2045         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2046         return 0;
2047 }
2048
2049 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
2050         unsigned long flags, const char *name,
2051         void (*ctor)(void *))
2052 {
2053         return flags;
2054 }
2055
2056 struct kmem_cache *
2057 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
2058                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2059 {
2060         struct kmem_cache *cachep;
2061
2062         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2063         if (cachep) {
2064                 cachep->refcount++;
2065
2066                 /*
2067                  * Adjust the object sizes so that we clear
2068                  * the complete object on kzalloc.
2069                  */
2070                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
2071         }
2072         return cachep;
2073 }
2074
2075 /**
2076  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2077  * @cachep: cache management descriptor
2078  * @flags: SLAB flags
2079  *
2080  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2081  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2082  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2083  *
2084  * The flags are
2085  *
2086  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2087  * to catch references to uninitialised memory.
2088  *
2089  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2090  * for buffer overruns.
2091  *
2092  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2093  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2094  * as davem.
2095  */
2096 int
2097 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2098 {
2099         size_t left_over, freelist_size;
2100         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2101         gfp_t gfp;
2102         int err;
2103         size_t size = cachep->size;
2104
2105 #if DEBUG
2106 #if FORCED_DEBUG
2107         /*
2108          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2109          * large objects, if the increased size would increase the object size
2110          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2111          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2112          */
2113         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2114                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2115                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2116         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2117                 flags |= SLAB_POISON;
2118 #endif
2119         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2120                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2121 #endif
2122
2123         /*
2124          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2125          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2126          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2127          */
2128         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2129                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2130                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2131         }
2132
2133         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2134                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2135                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2136                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2137                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2138                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2139         }
2140
2141         /* 3) caller mandated alignment */
2142         if (ralign < cachep->align) {
2143                 ralign = cachep->align;
2144         }
2145         /* disable debug if necessary */
2146         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2147                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2148         /*
2149          * 4) Store it.
2150          */
2151         cachep->align = ralign;
2152
2153         if (slab_is_available())
2154                 gfp = GFP_KERNEL;
2155         else
2156                 gfp = GFP_NOWAIT;
2157
2158 #if DEBUG
2159
2160         /*
2161          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2162          * into align above.
2163          */
2164         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2165                 /* add space for red zone words */
2166                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2167                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2168         }
2169         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2170                 /* user store requires one word storage behind the end of
2171                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2172                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2173                  */
2174                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2175                         size += REDZONE_ALIGN;
2176                 else
2177                         size += BYTES_PER_WORD;
2178         }
2179 #endif
2180
2181         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2182
2183         size = ALIGN(size, cachep->align);
2184         /*
2185          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2186          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2187          */
2188         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2189                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2190
2191 #if DEBUG
2192         /*
2193          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2194          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2195          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2196          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2197          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2198          */
2199         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2200                 !slab_early_init && size >= kmalloc_size(INDEX_NODE) &&
2201                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size() &&
2202                 size < PAGE_SIZE) {
2203                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2204                 size = PAGE_SIZE;
2205         }
2206 #endif
2207
2208         /*
2209          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2210          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2211          * it too early on. Always use on-slab management when
2212          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2213          */
2214         if (size >= OFF_SLAB_MIN_SIZE && !slab_early_init &&
2215             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE)) {
2216                 /*
2217                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2218                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2219                  */
2220                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2221         }
2222
2223         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2224
2225         if (!cachep->num)
2226                 return -E2BIG;
2227
2228         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2229
2230         /*
2231          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2232          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2233          */
2234         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2235                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2236                 left_over -= freelist_size;
2237         }
2238
2239         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2240                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2241                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2242         }
2243
2244         cachep->colour_off = cache_line_size();
2245         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2246         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2247                 cachep->colour_off = cachep->align;
2248         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2249         cachep->freelist_size = freelist_size;
2250         cachep->flags = flags;
2251         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2252         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2253                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2254         cachep->size = size;
2255         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2256
2257 #if DEBUG
2258         /*
2259          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2260          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2261          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2262          */
2263         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2264                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2265                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2266                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2267 #endif
2268
2269         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2270                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2271                 /*
2272                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2273                  * But since we go off slab only for object size greater than
2274                  * OFF_SLAB_MIN_SIZE, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2275                  * in ascending order,this should not happen at all.
2276                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2277                  */
2278                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2279         }
2280
2281         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2282         if (err) {
2283                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2284                 return err;
2285         }
2286
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 #if DEBUG
2291 static void check_irq_off(void)
2292 {
2293         BUG_ON(!irqs_disabled());
2294 }
2295
2296 static void check_irq_on(void)
2297 {
2298         BUG_ON(irqs_disabled());
2299 }
2300
2301 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2302 {
2303 #ifdef CONFIG_SMP
2304         check_irq_off();
2305         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2306 #endif
2307 }
2308
2309 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2310 {
2311 #ifdef CONFIG_SMP
2312         check_irq_off();
2313         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2314 #endif
2315 }
2316
2317 #else
2318 #define check_irq_off() do { } while(0)
2319 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2320 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2321 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2322 #endif
2323
2324 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2325                         struct array_cache *ac,
2326                         int force, int node);
2327
2328 static void do_drain(void *arg)
2329 {
2330         struct kmem_cache *cachep = arg;
2331         struct array_cache *ac;
2332         int node = numa_mem_id();
2333         struct kmem_cache_node *n;
2334         LIST_HEAD(list);
2335
2336         check_irq_off();
2337         ac = cpu_cache_get(cachep);
2338         n = get_node(cachep, node);
2339         spin_lock(&n->list_lock);
2340         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2341         spin_unlock(&n->list_lock);
2342         slabs_destroy(cachep, &list);
2343         ac->avail = 0;
2344 }
2345
2346 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2347 {
2348         struct kmem_cache_node *n;
2349         int node;
2350
2351         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2352         check_irq_on();
2353         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2354                 if (n->alien)
2355                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2356
2357         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2358                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Remove slabs from the list of free slabs.
2363  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2364  *
2365  * Returns the actual number of slabs released.
2366  */
2367 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2368                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2369 {
2370         struct list_head *p;
2371         int nr_freed;
2372         struct page *page;
2373
2374         nr_freed = 0;
2375         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2376
2377                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2378                 p = n->slabs_free.prev;
2379                 if (p == &n->slabs_free) {
2380                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2381                         goto out;
2382                 }
2383
2384                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2385 #if DEBUG
2386                 BUG_ON(page->active);
2387 #endif
2388                 list_del(&page->lru);
2389                 /*
2390                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2391                  * to the cache.
2392                  */
2393                 n->free_objects -= cache->num;
2394                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2395                 slab_destroy(cache, page);
2396                 nr_freed++;
2397         }
2398 out:
2399         return nr_freed;
2400 }
2401
2402 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2403 {
2404         int ret = 0;
2405         int node;
2406         struct kmem_cache_node *n;
2407
2408         drain_cpu_caches(cachep);
2409
2410         check_irq_on();
2411         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2412                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2413
2414                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2415                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2416         }
2417         return (ret ? 1 : 0);
2418 }
2419
2420 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2421 {
2422         int i;
2423         struct kmem_cache_node *n;
2424         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2425
2426         if (rc)
2427                 return rc;
2428
2429         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2430
2431         /* NUMA: free the node structures */
2432         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2433                 kfree(n->shared);
2434                 free_alien_cache(n->alien);
2435                 kfree(n);
2436                 cachep->node[i] = NULL;
2437         }
2438         return 0;
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Get the memory for a slab management obj.
2443  *
2444  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2445  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2446  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2447  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2448  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2449  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2450  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2451  *
2452  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2453  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2454  */
2455 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2456                                    struct page *page, int colour_off,
2457                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2458 {
2459         void *freelist;
2460         void *addr = page_address(page);
2461
2462         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2463                 /* Slab management obj is off-slab. */
2464                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2465                                               local_flags, nodeid);
2466                 if (!freelist)
2467                         return NULL;
2468         } else {
2469                 freelist = addr + colour_off;
2470                 colour_off += cachep->freelist_size;
2471         }
2472         page->active = 0;
2473         page->s_mem = addr + colour_off;
2474         return freelist;
2475 }
2476
2477 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2478 {
2479         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2480 }
2481
2482 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2483                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2484 {
2485         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2486 }
2487
2488 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2489 {
2490 #if DEBUG
2491         int i;
2492
2493         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2494                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2495                 kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2496                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2497                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2498
2499                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2500                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2501                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2502                 }
2503                 /*
2504                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2505                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2506                  * They must also be threaded.
2507                  */
2508                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2509                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2510                                                    objp + obj_offset(cachep));
2511                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2512                         kasan_poison_object_data(
2513                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2514                 }
2515
2516                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2517                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2518                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2519                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2520                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2521                 }
2522                 /* need to poison the objs? */
2523                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2524                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2525                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2526                 }
2527         }
2528 #endif
2529 }
2530
2531 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2532                             struct page *page)
2533 {
2534         int i;
2535         void *objp;
2536
2537         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2538
2539         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2540                 /* constructor could break poison info */
2541                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2542                         objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2543                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2544                         cachep->ctor(objp);
2545                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2546                 }
2547
2548                 set_free_obj(page, i, i);
2549         }
2550 }
2551
2552 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2553 {
2554         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2555                 if (flags & GFP_DMA)
2556                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2557                 else
2558                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2559         }
2560 }
2561
2562 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2563                                 int nodeid)
2564 {
2565         void *objp;
2566
2567         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2568         page->active++;
2569 #if DEBUG
2570         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2571 #endif
2572
2573 #if DEBUG
2574         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2575                 set_store_user_dirty(cachep);
2576 #endif
2577
2578         return objp;
2579 }
2580
2581 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2582                                 void *objp, int nodeid)
2583 {
2584         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2585 #if DEBUG
2586         unsigned int i;
2587
2588         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2589         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2590
2591         /* Verify double free bug */
2592         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2593                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2594                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2595                                cachep->name, objp);
2596                         BUG();
2597                 }
2598         }
2599 #endif
2600         page->active--;
2601         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2606  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2607  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2608  */
2609 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2610                            void *freelist)
2611 {
2612         page->slab_cache = cache;
2613         page->freelist = freelist;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2618  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2619  */
2620 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2621                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2622 {
2623         void *freelist;
2624         size_t offset;
2625         gfp_t local_flags;
2626         struct kmem_cache_node *n;
2627
2628         /*
2629          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2630          * critical path in kmem_cache_alloc().
2631          */
2632         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2633                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2634                 BUG();
2635         }
2636         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2637
2638         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2639         check_irq_off();
2640         n = get_node(cachep, nodeid);
2641         spin_lock(&n->list_lock);
2642
2643         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2644         offset = n->colour_next;
2645         n->colour_next++;
2646         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2647                 n->colour_next = 0;
2648         spin_unlock(&n->list_lock);
2649
2650         offset *= cachep->colour_off;
2651
2652         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2653                 local_irq_enable();
2654
2655         /*
2656          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2657          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2658          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2659          * will eventually be caught here (where it matters).
2660          */
2661         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2662
2663         /*
2664          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2665          * 'nodeid'.
2666          */
2667         if (!page)
2668                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2669         if (!page)
2670                 goto failed;
2671
2672         /* Get slab management. */
2673         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2674                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2675         if (!freelist)
2676                 goto opps1;
2677
2678         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2679
2680         kasan_poison_slab(page);
2681         cache_init_objs(cachep, page);
2682
2683         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2684                 local_irq_disable();
2685         check_irq_off();
2686         spin_lock(&n->list_lock);
2687
2688         /* Make slab active. */
2689         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2690         STATS_INC_GROWN(cachep);
2691         n->free_objects += cachep->num;
2692         spin_unlock(&n->list_lock);
2693         return 1;
2694 opps1:
2695         kmem_freepages(cachep, page);
2696 failed:
2697         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2698                 local_irq_disable();
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 #if DEBUG
2703
2704 /*
2705  * Perform extra freeing checks:
2706  * - detect bad pointers.
2707  * - POISON/RED_ZONE checking
2708  */
2709 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2710 {
2711         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2712                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2713                        (unsigned long)objp);
2714                 BUG();
2715         }
2716 }
2717
2718 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2719 {
2720         unsigned long long redzone1, redzone2;
2721
2722         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2723         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2724
2725         /*
2726          * Redzone is ok.
2727          */
2728         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2729                 return;
2730
2731         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2732                 slab_error(cache, "double free detected");
2733         else
2734                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2735
2736         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2737                         obj, redzone1, redzone2);
2738 }
2739
2740 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2741                                    unsigned long caller)
2742 {
2743         unsigned int objnr;
2744         struct page *page;
2745
2746         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2747
2748         objp -= obj_offset(cachep);
2749         kfree_debugcheck(objp);
2750         page = virt_to_head_page(objp);
2751
2752         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2753                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2754                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2755                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2756         }
2757         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2758                 set_store_user_dirty(cachep);
2759                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2760         }
2761
2762         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2763
2764         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2765         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2766
2767         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2768                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2769                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2770         }
2771         return objp;
2772 }
2773
2774 #else
2775 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2776 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2777 #endif
2778
2779 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2780                                                         bool force_refill)
2781 {
2782         int batchcount;
2783         struct kmem_cache_node *n;
2784         struct array_cache *ac;
2785         int node;
2786
2787         check_irq_off();
2788         node = numa_mem_id();
2789         if (unlikely(force_refill))
2790                 goto force_grow;
2791 retry:
2792         ac = cpu_cache_get(cachep);
2793         batchcount = ac->batchcount;
2794         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2795                 /*
2796                  * If there was little recent activity on this cache, then
2797                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2798                  * refill bouncing.
2799                  */
2800                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2801         }
2802         n = get_node(cachep, node);
2803
2804         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2805         spin_lock(&n->list_lock);
2806
2807         /* See if we can refill from the shared array */
2808         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2809                 n->shared->touched = 1;
2810                 goto alloc_done;
2811         }
2812
2813         while (batchcount > 0) {
2814                 struct list_head *entry;
2815                 struct page *page;
2816                 /* Get slab alloc is to come from. */
2817                 entry = n->slabs_partial.next;
2818                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2819                         n->free_touched = 1;
2820                         entry = n->slabs_free.next;
2821                         if (entry == &n->slabs_free)
2822                                 goto must_grow;
2823                 }
2824
2825                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2826                 check_spinlock_acquired(cachep);
2827
2828                 /*
2829                  * The slab was either on partial or free list so
2830                  * there must be at least one object available for
2831                  * allocation.
2832                  */
2833                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2834
2835                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2836                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2837                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2838                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2839
2840                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2841                                                                         node));
2842                 }
2843
2844                 /* move slabp to correct slabp list: */
2845                 list_del(&page->lru);
2846                 if (page->active == cachep->num)
2847                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2848                 else
2849                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2850         }
2851
2852 must_grow:
2853         n->free_objects -= ac->avail;
2854 alloc_done:
2855         spin_unlock(&n->list_lock);
2856
2857         if (unlikely(!ac->avail)) {
2858                 int x;
2859 force_grow:
2860                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2861
2862                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2863                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2864                 node = numa_mem_id();
2865
2866                 /* no objects in sight? abort */
2867                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2868                         return NULL;
2869
2870                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2871                         goto retry;
2872         }
2873         ac->touched = 1;
2874
2875         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2876 }
2877
2878 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2879                                                 gfp_t flags)
2880 {
2881         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2882 #if DEBUG
2883         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2884 #endif
2885 }
2886
2887 #if DEBUG
2888 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2889                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2890 {
2891         if (!objp)
2892                 return objp;
2893         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2894                 check_poison_obj(cachep, objp);
2895                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2896                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2897         }
2898         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2899                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2900
2901         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2902                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2903                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2904                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2905                         printk(KERN_ERR
2906                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2907                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2908                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2909                 }
2910                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2911                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2912         }
2913
2914         objp += obj_offset(cachep);
2915         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2916                 cachep->ctor(objp);
2917         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2918             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2919                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2920                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2921         }
2922         return objp;
2923 }
2924 #else
2925 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2926 #endif
2927
2928 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2929 {
2930         if (unlikely(cachep == kmem_cache))
2931                 return false;
2932
2933         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
2934 }
2935
2936 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2937 {
2938         void *objp;
2939         struct array_cache *ac;
2940         bool force_refill = false;
2941
2942         check_irq_off();
2943
2944         ac = cpu_cache_get(cachep);
2945         if (likely(ac->avail)) {
2946                 ac->touched = 1;
2947                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2948
2949                 /*
2950                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2951                  * by the current flags
2952                  */
2953                 if (objp) {
2954                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2955                         goto out;
2956                 }
2957                 force_refill = true;
2958         }
2959
2960         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2961         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
2962         /*
2963          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2964          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2965          */
2966         ac = cpu_cache_get(cachep);
2967
2968 out:
2969         /*
2970          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2971          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2972          * treat the array pointers as a reference to the object.
2973          */
2974         if (objp)
2975                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2976         return objp;
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_NUMA
2980 /*
2981  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2982  *
2983  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2984  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2985  */
2986 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2987 {
2988         int nid_alloc, nid_here;
2989
2990         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2991                 return NULL;
2992         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2993         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2994                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2995         else if (current->mempolicy)
2996                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2997         if (nid_alloc != nid_here)
2998                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2999         return NULL;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3004  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3005  * available node for available objects. If that fails then we
3006  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3007  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3008  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3009  */
3010 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3011 {
3012         struct zonelist *zonelist;
3013         gfp_t local_flags;
3014         struct zoneref *z;
3015         struct zone *zone;
3016         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3017         void *obj = NULL;
3018         int nid;
3019         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3020
3021         if (flags & __GFP_THISNODE)
3022                 return NULL;
3023
3024         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3025
3026 retry_cpuset:
3027         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3028         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3029
3030 retry:
3031         /*
3032          * Look through allowed nodes for objects available
3033          * from existing per node queues.
3034          */
3035         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3036                 nid = zone_to_nid(zone);
3037
3038                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3039                         get_node(cache, nid) &&
3040                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3041                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3042                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3043                                 if (obj)
3044                                         break;
3045                 }
3046         }
3047
3048         if (!obj) {
3049                 /*
3050                  * This allocation will be performed within the constraints
3051                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3052                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3053                  * set and go into memory reserves if necessary.
3054                  */
3055                 struct page *page;
3056
3057                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3058                         local_irq_enable();
3059                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3060                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3061                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3062                         local_irq_disable();
3063                 if (page) {
3064                         /*
3065                          * Insert into the appropriate per node queues
3066                          */
3067                         nid = page_to_nid(page);
3068                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3069                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3070                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3071                                 if (!obj)
3072                                         /*
3073                                          * Another processor may allocate the
3074                                          * objects in the slab since we are
3075                                          * not holding any locks.
3076                                          */
3077                                         goto retry;
3078                         } else {
3079                                 /* cache_grow already freed obj */
3080                                 obj = NULL;
3081                         }
3082                 }
3083         }
3084
3085         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3086                 goto retry_cpuset;
3087         return obj;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * A interface to enable slab creation on nodeid
3092  */
3093 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3094                                 int nodeid)
3095 {
3096         struct list_head *entry;
3097         struct page *page;
3098         struct kmem_cache_node *n;
3099         void *obj;
3100         int x;
3101
3102         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3103         n = get_node(cachep, nodeid);
3104         BUG_ON(!n);
3105
3106 retry:
3107         check_irq_off();
3108         spin_lock(&n->list_lock);
3109         entry = n->slabs_partial.next;
3110         if (entry == &n->slabs_partial) {
3111                 n->free_touched = 1;
3112                 entry = n->slabs_free.next;
3113                 if (entry == &n->slabs_free)
3114                         goto must_grow;
3115         }
3116
3117         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3118         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3119
3120         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3121         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3122         STATS_SET_HIGH(cachep);
3123
3124         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3125
3126         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3127         n->free_objects--;
3128         /* move slabp to correct slabp list: */
3129         list_del(&page->lru);
3130
3131         if (page->active == cachep->num)
3132                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3133         else
3134                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3135
3136         spin_unlock(&n->list_lock);
3137         goto done;
3138
3139 must_grow:
3140         spin_unlock(&n->list_lock);
3141         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3142         if (x)
3143                 goto retry;
3144
3145         return fallback_alloc(cachep, flags);
3146
3147 done:
3148         return obj;
3149 }
3150
3151 static __always_inline void *
3152 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3153                    unsigned long caller)
3154 {
3155         unsigned long save_flags;
3156         void *ptr;
3157         int slab_node = numa_mem_id();
3158
3159         flags &= gfp_allowed_mask;
3160
3161         lockdep_trace_alloc(flags);
3162
3163         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3164                 return NULL;
3165
3166         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3167
3168         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3169         local_irq_save(save_flags);
3170
3171         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3172                 nodeid = slab_node;
3173
3174         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3175                 /* Node not bootstrapped yet */
3176                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3177                 goto out;
3178         }
3179
3180         if (nodeid == slab_node) {
3181                 /*
3182                  * Use the locally cached objects if possible.
3183                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3184                  * to other nodes. It may fail while we still have
3185                  * objects on other nodes available.
3186                  */
3187                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3188                 if (ptr)
3189                         goto out;
3190         }
3191         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3192         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3193   out:
3194         local_irq_restore(save_flags);
3195         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3196         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3197                                  flags);
3198
3199         if (likely(ptr)) {
3200                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3201                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3202                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3203         }
3204
3205         memcg_kmem_put_cache(cachep);
3206         return ptr;
3207 }
3208
3209 static __always_inline void *
3210 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3211 {
3212         void *objp;
3213
3214         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3215                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3216                 if (objp)
3217                         goto out;
3218         }
3219         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3220
3221         /*
3222          * We may just have run out of memory on the local node.
3223          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3224          */
3225         if (!objp)
3226                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3227
3228   out:
3229         return objp;
3230 }
3231 #else
3232
3233 static __always_inline void *
3234 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3235 {
3236         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3237 }
3238
3239 #endif /* CONFIG_NUMA */
3240
3241 static __always_inline void *
3242 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3243 {
3244         unsigned long save_flags;
3245         void *objp;
3246
3247         flags &= gfp_allowed_mask;
3248
3249         lockdep_trace_alloc(flags);
3250
3251         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3252                 return NULL;
3253
3254         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3255
3256         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3257         local_irq_save(save_flags);
3258         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3259         local_irq_restore(save_flags);
3260         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3261         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3262                                  flags);
3263         prefetchw(objp);
3264
3265         if (likely(objp)) {
3266                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3267                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3268                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3269         }
3270
3271         memcg_kmem_put_cache(cachep);
3272         return objp;
3273 }
3274
3275 /*
3276  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3277  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3278  */
3279 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3280                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3281 {
3282         int i;
3283         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3284
3285         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3286                 void *objp;
3287                 struct page *page;
3288
3289                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3290                 objp = objpp[i];
3291
3292                 page = virt_to_head_page(objp);
3293                 list_del(&page->lru);
3294                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3295                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3296                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3297                 n->free_objects++;
3298
3299                 /* fixup slab chains */
3300                 if (page->active == 0) {
3301                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3302                                 n->free_objects -= cachep->num;
3303                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3304                         } else {
3305                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3306                         }
3307                 } else {
3308                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3309                          * partial list on free - maximum time for the
3310                          * other objects to be freed, too.
3311                          */
3312                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3313                 }
3314         }
3315 }
3316
3317 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3318 {
3319         int batchcount;
3320         struct kmem_cache_node *n;
3321         int node = numa_mem_id();
3322         LIST_HEAD(list);
3323
3324         batchcount = ac->batchcount;
3325 #if DEBUG
3326         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3327 #endif
3328         check_irq_off();
3329         n = get_node(cachep, node);
3330         spin_lock(&n->list_lock);
3331         if (n->shared) {
3332                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3333                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3334                 if (max) {
3335                         if (batchcount > max)
3336                                 batchcount = max;
3337                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3338                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3339                         shared_array->avail += batchcount;
3340                         goto free_done;
3341                 }
3342         }
3343
3344         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3345 free_done:
3346 #if STATS
3347         {
3348                 int i = 0;
3349                 struct list_head *p;
3350
3351                 p = n->slabs_free.next;
3352                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3353                         struct page *page;
3354
3355                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3356                         BUG_ON(page->active);
3357
3358                         i++;
3359                         p = p->next;
3360                 }
3361                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3362         }
3363 #endif
3364         spin_unlock(&n->list_lock);
3365         slabs_destroy(cachep, &list);
3366         ac->avail -= batchcount;
3367         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3372  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3373  */
3374 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3375                                 unsigned long caller)
3376 {
3377         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3378         if (kasan_slab_free(cachep, objp))
3379                 return;
3380
3381         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3382 }
3383
3384 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3385                 unsigned long caller)
3386 {
3387         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3388
3389         check_irq_off();
3390         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3391         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3392
3393         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3394
3395         /*
3396          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3397          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3398          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3399          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3400          * the cache.
3401          */
3402         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3403                 return;
3404
3405         if (ac->avail < ac->limit) {
3406                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3407         } else {
3408                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3409                 cache_flusharray(cachep, ac);
3410         }
3411
3412         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3413 }
3414
3415 /**
3416  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3417  * @cachep: The cache to allocate from.
3418  * @flags: See kmalloc().
3419  *
3420  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3421  * if the cache has no available objects.
3422  */
3423 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3424 {
3425         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3426
3427         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3428         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3429                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3430
3431         return ret;
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3434
3435 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3436 {
3437         __kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3440
3441 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3442                                                                 void **p)
3443 {
3444         return __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
3445 }
3446 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3447
3448 #ifdef CONFIG_TRACING
3449 void *
3450 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3451 {
3452         void *ret;
3453
3454         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3455
3456         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3457         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3458                       size, cachep->size, flags);
3459         return ret;
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3462 #endif
3463
3464 #ifdef CONFIG_NUMA
3465 /**
3466  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3467  * @cachep: The cache to allocate from.
3468  * @flags: See kmalloc().
3469  * @nodeid: node number of the target node.
3470  *
3471  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3472  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3473  *
3474  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3475  */
3476 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3477 {
3478         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3479
3480         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3481         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3482                                     cachep->object_size, cachep->size,
3483                                     flags, nodeid);
3484
3485         return ret;
3486 }
3487 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3488
3489 #ifdef CONFIG_TRACING
3490 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3491                                   gfp_t flags,
3492                                   int nodeid,
3493                                   size_t size)
3494 {
3495         void *ret;
3496
3497         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3498
3499         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3500         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3501                            size, cachep->size,
3502                            flags, nodeid);
3503         return ret;
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3506 #endif
3507
3508 static __always_inline void *
3509 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3510 {
3511         struct kmem_cache *cachep;
3512         void *ret;
3513
3514         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3515         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3516                 return cachep;
3517         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3518         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3519
3520         return ret;
3521 }
3522
3523 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3524 {
3525         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3526 }
3527 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3528
3529 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3530                 int node, unsigned long caller)
3531 {
3532         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3533 }
3534 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3535 #endif /* CONFIG_NUMA */
3536
3537 /**
3538  * __do_kmalloc - allocate memory
3539  * @size: how many bytes of memory are required.
3540  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3541  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3542  */
3543 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3544                                           unsigned long caller)
3545 {
3546         struct kmem_cache *cachep;
3547         void *ret;
3548
3549         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3550         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3551                 return cachep;
3552         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3553
3554         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3555         trace_kmalloc(caller, ret,
3556                       size, cachep->size, flags);
3557
3558         return ret;
3559 }
3560
3561 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3562 {
3563         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3564 }
3565 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3566
3567 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3568 {
3569         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3570 }
3571 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3572
3573 /**
3574  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3575  * @cachep: The cache the allocation was from.
3576  * @objp: The previously allocated object.
3577  *
3578  * Free an object which was previously allocated from this
3579  * cache.
3580  */
3581 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3582 {
3583         unsigned long flags;
3584         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3585         if (!cachep)
3586                 return;
3587
3588         local_irq_save(flags);
3589         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3590         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3591                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3592         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3593         local_irq_restore(flags);
3594
3595         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3596 }
3597 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3598
3599 /**
3600  * kfree - free previously allocated memory
3601  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3602  *
3603  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3604  *
3605  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3606  * or you will run into trouble.
3607  */
3608 void kfree(const void *objp)
3609 {
3610         struct kmem_cache *c;
3611         unsigned long flags;
3612
3613         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3614
3615         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3616                 return;
3617         local_irq_save(flags);
3618         kfree_debugcheck(objp);
3619         c = virt_to_cache(objp);
3620         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3621
3622         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3623         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3624         local_irq_restore(flags);
3625 }
3626 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3627
3628 /*
3629  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3630  */
3631 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3632 {
3633         int node;
3634         struct kmem_cache_node *n;
3635         struct array_cache *new_shared;
3636         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3637
3638         for_each_online_node(node) {
3639
3640                 if (use_alien_caches) {
3641                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3642                         if (!new_alien)
3643                                 goto fail;
3644                 }
3645
3646                 new_shared = NULL;
3647                 if (cachep->shared) {
3648                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3649                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3650                                         0xbaadf00d, gfp);
3651                         if (!new_shared) {
3652                                 free_alien_cache(new_alien);
3653                                 goto fail;
3654                         }
3655                 }
3656
3657                 n = get_node(cachep, node);
3658                 if (n) {
3659                         struct array_cache *shared = n->shared;
3660                         LIST_HEAD(list);
3661
3662                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3663
3664                         if (shared)
3665                                 free_block(cachep, shared->entry,
3666                                                 shared->avail, node, &list);
3667
3668                         n->shared = new_shared;
3669                         if (!n->alien) {
3670                                 n->alien = new_alien;
3671                                 new_alien = NULL;
3672                         }
3673                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3674                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3675                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3676                         slabs_destroy(cachep, &list);
3677                         kfree(shared);
3678                         free_alien_cache(new_alien);
3679                         continue;
3680                 }
3681                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3682                 if (!n) {
3683                         free_alien_cache(new_alien);
3684                         kfree(new_shared);
3685                         goto fail;
3686                 }
3687
3688                 kmem_cache_node_init(n);
3689                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3690                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3691                 n->shared = new_shared;
3692                 n->alien = new_alien;
3693                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3694                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3695                 cachep->node[node] = n;
3696         }
3697         return 0;
3698
3699 fail:
3700         if (!cachep->list.next) {
3701                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3702                 node--;
3703                 while (node >= 0) {
3704                         n = get_node(cachep, node);
3705                         if (n) {
3706                                 kfree(n->shared);
3707                                 free_alien_cache(n->alien);
3708                                 kfree(n);
3709                                 cachep->node[node] = NULL;
3710                         }
3711                         node--;
3712                 }
3713         }
3714         return -ENOMEM;
3715 }
3716
3717 /* Always called with the slab_mutex held */
3718 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3719                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3720 {
3721         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3722         int cpu;
3723
3724         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3725         if (!cpu_cache)
3726                 return -ENOMEM;
3727
3728         prev = cachep->cpu_cache;
3729         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3730         kick_all_cpus_sync();
3731
3732         check_irq_on();
3733         cachep->batchcount = batchcount;
3734         cachep->limit = limit;
3735         cachep->shared = shared;
3736
3737         if (!prev)
3738                 goto alloc_node;
3739
3740         for_each_online_cpu(cpu) {
3741                 LIST_HEAD(list);
3742                 int node;
3743                 struct kmem_cache_node *n;
3744                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3745
3746                 node = cpu_to_mem(cpu);
3747                 n = get_node(cachep, node);
3748                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3749                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3750                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3751                 slabs_destroy(cachep, &list);
3752         }
3753         free_percpu(prev);
3754
3755 alloc_node:
3756         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3757 }
3758
3759 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3760                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3761 {
3762         int ret;
3763         struct kmem_cache *c;
3764
3765         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3766
3767         if (slab_state < FULL)
3768                 return ret;
3769
3770         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3771                 return ret;
3772
3773         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3774         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3775                 /* return value determined by the root cache only */
3776                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3777         }
3778
3779         return ret;
3780 }
3781
3782 /* Called with slab_mutex held always */
3783 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3784 {
3785         int err;
3786         int limit = 0;
3787         int shared = 0;
3788         int batchcount = 0;
3789
3790         if (!is_root_cache(cachep)) {
3791                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3792                 limit = root->limit;
3793                 shared = root->shared;
3794                 batchcount = root->batchcount;
3795         }
3796
3797         if (limit && shared && batchcount)
3798                 goto skip_setup;
3799         /*
3800          * The head array serves three purposes:
3801          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3802          * - reduce the number of spinlock operations.
3803          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3804          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3805          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3806          * Bonwick.
3807          */
3808         if (cachep->size > 131072)
3809                 limit = 1;
3810         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3811                 limit = 8;
3812         else if (cachep->size > 1024)
3813                 limit = 24;
3814         else if (cachep->size > 256)
3815                 limit = 54;
3816         else
3817                 limit = 120;
3818
3819         /*
3820          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3821          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3822          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3823          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3824          * replaces Bonwick's magazine layer.
3825          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3826          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3827          */
3828         shared = 0;
3829         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3830                 shared = 8;
3831
3832 #if DEBUG
3833         /*
3834          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3835          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3836          */
3837         if (limit > 32)
3838                 limit = 32;
3839 #endif
3840         batchcount = (limit + 1) / 2;
3841 skip_setup:
3842         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3843         if (err)
3844                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3845                        cachep->name, -err);
3846         return err;
3847 }
3848
3849 /*
3850  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3851  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3852  * if drain_array() is used on the shared array.
3853  */
3854 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3855                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3856 {
3857         LIST_HEAD(list);
3858         int tofree;
3859
3860         if (!ac || !ac->avail)
3861                 return;
3862         if (ac->touched && !force) {
3863                 ac->touched = 0;
3864         } else {
3865                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3866                 if (ac->avail) {
3867                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3868                         if (tofree > ac->avail)
3869                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3870                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3871                         ac->avail -= tofree;
3872                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3873                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3874                 }
3875                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3876                 slabs_destroy(cachep, &list);
3877         }
3878 }
3879
3880 /**
3881  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3882  * @w: work descriptor
3883  *
3884  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3885  * Purpose:
3886  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3887  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3888  *
3889  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3890  * again on the next iteration.
3891  */
3892 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3893 {
3894         struct kmem_cache *searchp;
3895         struct kmem_cache_node *n;
3896         int node = numa_mem_id();
3897         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3898
3899         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3900                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3901                 goto out;
3902
3903         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3904                 check_irq_on();
3905
3906                 /*
3907                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3908                  * have established with reasonable certainty that
3909                  * we can do some work if the lock was obtained.
3910                  */
3911                 n = get_node(searchp, node);
3912
3913                 reap_alien(searchp, n);
3914
3915                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3916
3917                 /*
3918                  * These are racy checks but it does not matter
3919                  * if we skip one check or scan twice.
3920                  */
3921                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3922                         goto next;
3923
3924                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3925
3926                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3927
3928                 if (n->free_touched)
3929                         n->free_touched = 0;
3930                 else {
3931                         int freed;
3932
3933                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3934                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3935                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3936                 }
3937 next:
3938                 cond_resched();
3939         }
3940         check_irq_on();
3941         mutex_unlock(&slab_mutex);
3942         next_reap_node();
3943 out:
3944         /* Set up the next iteration */
3945         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3946 }
3947
3948 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3949 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3950 {
3951         struct page *page;
3952         unsigned long active_objs;
3953         unsigned long num_objs;
3954         unsigned long active_slabs = 0;
3955         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3956         const char *name;
3957         char *error = NULL;
3958         int node;
3959         struct kmem_cache_node *n;
3960
3961         active_objs = 0;
3962         num_slabs = 0;
3963         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3964
3965                 check_irq_on();
3966                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3967
3968                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3969                         if (page->active != cachep->num && !error)
3970                                 error = "slabs_full accounting error";
3971                         active_objs += cachep->num;
3972                         active_slabs++;
3973                 }
3974                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3975                         if (page->active == cachep->num && !error)
3976                                 error = "slabs_partial accounting error";
3977                         if (!page->active && !error)
3978                                 error = "slabs_partial accounting error";
3979                         active_objs += page->active;
3980                         active_slabs++;
3981                 }
3982                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3983                         if (page->active && !error)
3984                                 error = "slabs_free accounting error";
3985                         num_slabs++;
3986                 }
3987                 free_objects += n->free_objects;
3988                 if (n->shared)
3989                         shared_avail += n->shared->avail;
3990
3991                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3992         }
3993         num_slabs += active_slabs;
3994         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3995         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3996                 error = "free_objects accounting error";
3997
3998         name = cachep->name;
3999         if (error)
4000                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4001
4002         sinfo->active_objs = active_objs;
4003         sinfo->num_objs = num_objs;
4004         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4005         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4006         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4007         sinfo->limit = cachep->limit;
4008         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4009         sinfo->shared = cachep->shared;
4010         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4011         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4012 }
4013
4014 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4015 {
4016 #if STATS
4017         {                       /* node stats */
4018                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4019                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4020                 unsigned long grown = cachep->grown;
4021                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4022                 unsigned long errors = cachep->errors;
4023                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4024                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4025                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4026                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4027
4028                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4029                            allocs, high, grown,
4030                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4031                            node_frees, overflows);
4032         }
4033         /* cpu stats */
4034         {
4035                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4036                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4037                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4038                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4039
4040                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4041                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4042         }
4043 #endif
4044 }
4045
4046 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4047 /**
4048  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4049  * @file: unused
4050  * @buffer: user buffer
4051  * @count: data length
4052  * @ppos: unused
4053  */
4054 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4055                        size_t count, loff_t *ppos)
4056 {
4057         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4058         int limit, batchcount, shared, res;
4059         struct kmem_cache *cachep;
4060
4061         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4062                 return -EINVAL;
4063         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4064                 return -EFAULT;
4065         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4066
4067         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4068         if (!tmp)
4069                 return -EINVAL;
4070         *tmp = '\0';
4071         tmp++;
4072         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4073                 return -EINVAL;
4074
4075         /* Find the cache in the chain of caches. */
4076         mutex_lock(&slab_mutex);
4077         res = -EINVAL;
4078         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4079                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4080                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4081                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4082                                 res = 0;
4083                         } else {
4084                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4085                                                        batchcount, shared,
4086                                                        GFP_KERNEL);
4087                         }
4088                         break;
4089                 }
4090         }
4091         mutex_unlock(&slab_mutex);
4092         if (res >= 0)
4093                 res = count;
4094         return res;
4095 }
4096
4097 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4098
4099 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4100 {
4101         unsigned long *p;
4102         int l;
4103         if (!v)
4104                 return 1;
4105         l = n[1];
4106         p = n + 2;
4107         while (l) {
4108                 int i = l/2;
4109                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4110                 if (*q == v) {
4111                         q[1]++;
4112                         return 1;
4113                 }
4114                 if (*q > v) {
4115                         l = i;
4116                 } else {
4117                         p = q + 2;
4118                         l -= i + 1;
4119                 }
4120         }
4121         if (++n[1] == n[0])
4122                 return 0;
4123         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4124         p[0] = v;
4125         p[1] = 1;
4126         return 1;
4127 }
4128
4129 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4130                                                 struct page *page)
4131 {
4132         void *p;
4133         int i, j;
4134         unsigned long v;
4135
4136         if (n[0] == n[1])
4137                 return;
4138         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4139                 bool active = true;
4140
4141                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4142                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4143                                 active = false;
4144                                 break;
4145                         }
4146                 }
4147
4148                 if (!active)
4149                         continue;
4150
4151                 /*
4152                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4153                  * mapping is established when actual object allocation and
4154                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4155                  * cache.
4156                  */
4157                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4158                         continue;
4159
4160                 if (!add_caller(n, v))
4161                         return;
4162         }
4163 }
4164
4165 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4166 {
4167 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4168         unsigned long offset, size;
4169         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4170
4171         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4172                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4173                 if (modname[0])
4174                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4175                 return;
4176         }
4177 #endif
4178         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4179 }
4180
4181 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4182 {
4183         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4184         struct page *page;
4185         struct kmem_cache_node *n;
4186         const char *name;
4187         unsigned long *x = m->private;
4188         int node;
4189         int i;
4190
4191         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4192                 return 0;
4193         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4194                 return 0;
4195
4196         /*
4197          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4198          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4199          * during the processing, information would be wrong so restart
4200          * whole processing.
4201          */
4202         do {
4203                 set_store_user_clean(cachep);
4204                 drain_cpu_caches(cachep);
4205
4206                 x[1] = 0;
4207
4208                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4209
4210                         check_irq_on();
4211                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4212
4213                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4214                                 handle_slab(x, cachep, page);
4215                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4216                                 handle_slab(x, cachep, page);
4217                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4218                 }
4219         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4220
4221         name = cachep->name;
4222         if (x[0] == x[1]) {
4223                 /* Increase the buffer size */
4224                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4225                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4226                 if (!m->private) {
4227                         /* Too bad, we are really out */
4228                         m->private = x;
4229                         mutex_lock(&slab_mutex);
4230                         return -ENOMEM;
4231                 }
4232                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4233                 kfree(x);
4234                 mutex_lock(&slab_mutex);
4235                 /* Now make sure this entry will be retried */
4236                 m->count = m->size;
4237                 return 0;
4238         }
4239         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4240                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4241                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4242                 seq_putc(m, '\n');
4243         }
4244
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4249         .start = slab_start,
4250         .next = slab_next,
4251         .stop = slab_stop,
4252         .show = leaks_show,
4253 };
4254
4255 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4256 {
4257         unsigned long *n;
4258
4259         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4260         if (!n)
4261                 return -ENOMEM;
4262
4263         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4264
4265         return 0;
4266 }
4267
4268 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4269         .open           = slabstats_open,
4270         .read           = seq_read,
4271         .llseek         = seq_lseek,
4272         .release        = seq_release_private,
4273 };
4274 #endif
4275
4276 static int __init slab_proc_init(void)
4277 {
4278 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4279         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4280 #endif
4281         return 0;
4282 }
4283 module_init(slab_proc_init);
4284 #endif
4285
4286 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4287 /*
4288  * Rejects objects that are incorrectly sized.
4289  *
4290  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4291  * to indicate an error.
4292  */
4293 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4294                                 struct page *page)
4295 {
4296         struct kmem_cache *cachep;
4297         unsigned int objnr;
4298         unsigned long offset;
4299
4300         /* Find and validate object. */
4301         cachep = page->slab_cache;
4302         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4303         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4304
4305         /* Find offset within object. */
4306         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4307
4308         /* Allow address range falling entirely within object size. */
4309         if (offset <= cachep->object_size && n <= cachep->object_size - offset)
4310                 return NULL;
4311
4312         return cachep->name;
4313 }
4314 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4315
4316 /**
4317  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4318  * @objp: Pointer to the object
4319  *
4320  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4321  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4322  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4323  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4324  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4325  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4326  * must not be freed during the duration of the call.
4327  */
4328 size_t ksize(const void *objp)
4329 {
4330         size_t size;
4331
4332         BUG_ON(!objp);
4333         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4334                 return 0;
4335
4336         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4337         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4338          * so we need to unpoison this area.
4339          */
4340         kasan_krealloc(objp, size, GFP_NOWAIT);
4341
4342         return size;
4343 }
4344 EXPORT_SYMBOL(ksize);