02be9d9776adb144fd806fbef2e70ada24c7757f
[cascardo/linux.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         void *entry[];  /*
195                          * Must have this definition in here for the proper
196                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
197                          * the entries.
198                          *
199                          * Entries should not be directly dereferenced as
200                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
201                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
202                          */
203 };
204
205 struct alien_cache {
206         spinlock_t lock;
207         struct array_cache ac;
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
229  */
230 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
231 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
232 #define CACHE_CACHE 0
233 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
234
235 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
236                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
237 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
238                         int node, struct list_head *list);
239 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
240 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
241 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
242
243 static int slab_early_init = 1;
244
245 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
246
247 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
248 {
249         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
250         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
251         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
252         parent->shared = NULL;
253         parent->alien = NULL;
254         parent->colour_next = 0;
255         spin_lock_init(&parent->list_lock);
256         parent->free_objects = 0;
257         parent->free_touched = 0;
258 }
259
260 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
261         do {                                                            \
262                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
263                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
264         } while (0)
265
266 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
267         do {                                                            \
268         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
269         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
270         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
271         } while (0)
272
273 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
274 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
275 #define OFF_SLAB_MIN_SIZE (max_t(size_t, PAGE_SIZE >> 5, KMALLOC_MIN_SIZE + 1))
276
277 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
278 /*
279  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
280  * cpucache drain/refill cycles.
281  *
282  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
283  * which could lock up otherwise freeable slabs.
284  */
285 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
286 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
287
288 #if STATS
289 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
290 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
291 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
292 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
293 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
294 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
295         do {                                                            \
296                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
297                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
298         } while (0)
299 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
300 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
301 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
302 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
303 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
304         do {                                                            \
305                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
306                         (x)->max_freeable = i;                          \
307         } while (0)
308 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
309 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
310 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
311 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
312 #else
313 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
314 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
315 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
316 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
317 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
318 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
319 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
320 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
321 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
322 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
323 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
324 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
326 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
327 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
328 #endif
329
330 #if DEBUG
331
332 /*
333  * memory layout of objects:
334  * 0            : objp
335  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
336  *              the end of an object is aligned with the end of the real
337  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
338  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
339  *              redzone word.
340  * cachep->obj_offset: The real object.
341  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
342  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
343  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
344  */
345 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
346 {
347         return cachep->obj_offset;
348 }
349
350 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
351 {
352         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
353         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
354                                       sizeof(unsigned long long));
355 }
356
357 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
358 {
359         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
360         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
361                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
362                                               sizeof(unsigned long long) -
363                                               REDZONE_ALIGN);
364         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
365                                        sizeof(unsigned long long));
366 }
367
368 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
369 {
370         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
371         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
372 }
373
374 #else
375
376 #define obj_offset(x)                   0
377 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
378 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
379 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
380
381 #endif
382
383 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
384
385 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
386 {
387         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
388 }
389
390 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
391 {
392         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
393 }
394
395 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
396 {
397         if (is_store_user_clean(cachep))
398                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
399 }
400
401 #else
402 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
403
404 #endif
405
406 /*
407  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
408  * overridden on the command line.
409  */
410 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
411 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
412 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
413 static bool slab_max_order_set __initdata;
414
415 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
416 {
417         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
418         return page->slab_cache;
419 }
420
421 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
422                                  unsigned int idx)
423 {
424         return page->s_mem + cache->size * idx;
425 }
426
427 /*
428  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
429  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
430  *   we can replace (offset / cache->size) by
431  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
432  */
433 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
434                                         const struct page *page, void *obj)
435 {
436         u32 offset = (obj - page->s_mem);
437         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
438 }
439
440 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
441 /* internal cache of cache description objs */
442 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
443         .batchcount = 1,
444         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
445         .shared = 1,
446         .size = sizeof(struct kmem_cache),
447         .name = "kmem_cache",
448 };
449
450 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
451
452 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
453
454 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
455 {
456         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
457 }
458
459 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
460 {
461         size_t freelist_size;
462
463         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
464         if (align)
465                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
466
467         return freelist_size;
468 }
469
470 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
471                                 size_t idx_size, size_t align)
472 {
473         int nr_objs;
474         size_t remained_size;
475         size_t freelist_size;
476
477         /*
478          * Ignore padding for the initial guess. The padding
479          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
480          * least @align. In the worst case, this result will
481          * be one greater than the number of objects that fit
482          * into the memory allocation when taking the padding
483          * into account.
484          */
485         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size);
486
487         /*
488          * This calculated number will be either the right
489          * amount, or one greater than what we want.
490          */
491         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
492         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
493         if (remained_size < freelist_size)
494                 nr_objs--;
495
496         return nr_objs;
497 }
498
499 /*
500  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
501  */
502 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
503                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
504                            unsigned int *num)
505 {
506         int nr_objs;
507         size_t mgmt_size;
508         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
509
510         /*
511          * The slab management structure can be either off the slab or
512          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
513          * slab is used for:
514          *
515          * - One freelist_idx_t for each object
516          * - Padding to respect alignment of @align
517          * - @buffer_size bytes for each object
518          *
519          * If the slab management structure is off the slab, then the
520          * alignment will already be calculated into the size. Because
521          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
522          * correct alignment when allocated.
523          */
524         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
525                 mgmt_size = 0;
526                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
527
528         } else {
529                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
530                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
531                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
532         }
533         *num = nr_objs;
534         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
535 }
536
537 #if DEBUG
538 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
539
540 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
541                         char *msg)
542 {
543         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
544                function, cachep->name, msg);
545         dump_stack();
546         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
547 }
548 #endif
549
550 /*
551  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
552  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
553  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
554  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
555  * line
556   */
557
558 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
559 static int __init noaliencache_setup(char *s)
560 {
561         use_alien_caches = 0;
562         return 1;
563 }
564 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
565
566 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
567 {
568         get_option(&str, &slab_max_order);
569         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
570                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
571         slab_max_order_set = true;
572
573         return 1;
574 }
575 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
576
577 #ifdef CONFIG_NUMA
578 /*
579  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
580  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
581  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
582  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
583  */
584 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
585
586 static void init_reap_node(int cpu)
587 {
588         int node;
589
590         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
591         if (node == MAX_NUMNODES)
592                 node = first_node(node_online_map);
593
594         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
595 }
596
597 static void next_reap_node(void)
598 {
599         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
600
601         node = next_node(node, node_online_map);
602         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
603                 node = first_node(node_online_map);
604         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
605 }
606
607 #else
608 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
609 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
610 #endif
611
612 /*
613  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
614  * via the workqueue/eventd.
615  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
616  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
617  * lock.
618  */
619 static void start_cpu_timer(int cpu)
620 {
621         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
622
623         /*
624          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
625          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
626          * at that time.
627          */
628         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
629                 init_reap_node(cpu);
630                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
631                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
632                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
633         }
634 }
635
636 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
637 {
638         /*
639          * The array_cache structures contain pointers to free object.
640          * However, when such objects are allocated or transferred to another
641          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
642          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
643          * not scan such objects.
644          */
645         kmemleak_no_scan(ac);
646         if (ac) {
647                 ac->avail = 0;
648                 ac->limit = limit;
649                 ac->batchcount = batch;
650                 ac->touched = 0;
651         }
652 }
653
654 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
655                                             int batchcount, gfp_t gfp)
656 {
657         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
658         struct array_cache *ac = NULL;
659
660         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
661         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
662         return ac;
663 }
664
665 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
666 {
667         return PageSlabPfmemalloc(page);
668 }
669
670 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
671 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
672                                                 struct array_cache *ac)
673 {
674         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
675         struct page *page;
676         unsigned long flags;
677
678         if (!pfmemalloc_active)
679                 return;
680
681         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
682         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
683                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
684                         goto out;
685
686         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
687                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
688                         goto out;
689
690         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
691                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
692                         goto out;
693
694         pfmemalloc_active = false;
695 out:
696         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
697 }
698
699 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
700                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
701 {
702         int i;
703         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
704
705         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
706         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
707                 struct kmem_cache_node *n;
708
709                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
710                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
711                         return objp;
712                 }
713
714                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
715                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
716                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
717                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
718                                 objp = ac->entry[i];
719                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
720                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
721                                 return objp;
722                         }
723                 }
724
725                 /*
726                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
727                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
728                  */
729                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
730                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
731                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
732                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
733                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
734                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
735                         return objp;
736                 }
737
738                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
739                 ac->avail++;
740                 objp = NULL;
741         }
742
743         return objp;
744 }
745
746 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
747                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
748 {
749         void *objp;
750
751         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
752                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
753         else
754                 objp = ac->entry[--ac->avail];
755
756         return objp;
757 }
758
759 static noinline void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
760                         struct array_cache *ac, void *objp)
761 {
762         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
763                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
764                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
765                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
766                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
767         }
768
769         return objp;
770 }
771
772 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
773                                                                 void *objp)
774 {
775         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
776                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
777
778         ac->entry[ac->avail++] = objp;
779 }
780
781 /*
782  * Transfer objects in one arraycache to another.
783  * Locking must be handled by the caller.
784  *
785  * Return the number of entries transferred.
786  */
787 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
788                 struct array_cache *from, unsigned int max)
789 {
790         /* Figure out how many entries to transfer */
791         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
792
793         if (!nr)
794                 return 0;
795
796         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
797                         sizeof(void *) *nr);
798
799         from->avail -= nr;
800         to->avail += nr;
801         return nr;
802 }
803
804 #ifndef CONFIG_NUMA
805
806 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
807 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
808
809 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
810                                                 int limit, gfp_t gfp)
811 {
812         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
813 }
814
815 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
816 {
817 }
818
819 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
820 {
821         return 0;
822 }
823
824 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
825                 gfp_t flags)
826 {
827         return NULL;
828 }
829
830 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
831                  gfp_t flags, int nodeid)
832 {
833         return NULL;
834 }
835
836 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
837 {
838         return flags;
839 }
840
841 #else   /* CONFIG_NUMA */
842
843 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
844 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
845
846 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
847                                                 int batch, gfp_t gfp)
848 {
849         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
850         struct alien_cache *alc = NULL;
851
852         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
853         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
854         spin_lock_init(&alc->lock);
855         return alc;
856 }
857
858 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
859 {
860         struct alien_cache **alc_ptr;
861         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
862         int i;
863
864         if (limit > 1)
865                 limit = 12;
866         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
867         if (!alc_ptr)
868                 return NULL;
869
870         for_each_node(i) {
871                 if (i == node || !node_online(i))
872                         continue;
873                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
874                 if (!alc_ptr[i]) {
875                         for (i--; i >= 0; i--)
876                                 kfree(alc_ptr[i]);
877                         kfree(alc_ptr);
878                         return NULL;
879                 }
880         }
881         return alc_ptr;
882 }
883
884 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
885 {
886         int i;
887
888         if (!alc_ptr)
889                 return;
890         for_each_node(i)
891             kfree(alc_ptr[i]);
892         kfree(alc_ptr);
893 }
894
895 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
896                                 struct array_cache *ac, int node,
897                                 struct list_head *list)
898 {
899         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
900
901         if (ac->avail) {
902                 spin_lock(&n->list_lock);
903                 /*
904                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
905                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
906                  * into the free lists and getting them back later.
907                  */
908                 if (n->shared)
909                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
910
911                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
912                 ac->avail = 0;
913                 spin_unlock(&n->list_lock);
914         }
915 }
916
917 /*
918  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
919  */
920 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
921 {
922         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
923
924         if (n->alien) {
925                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
926                 struct array_cache *ac;
927
928                 if (alc) {
929                         ac = &alc->ac;
930                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
931                                 LIST_HEAD(list);
932
933                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
934                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
935                                 slabs_destroy(cachep, &list);
936                         }
937                 }
938         }
939 }
940
941 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
942                                 struct alien_cache **alien)
943 {
944         int i = 0;
945         struct alien_cache *alc;
946         struct array_cache *ac;
947         unsigned long flags;
948
949         for_each_online_node(i) {
950                 alc = alien[i];
951                 if (alc) {
952                         LIST_HEAD(list);
953
954                         ac = &alc->ac;
955                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
956                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
957                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
958                         slabs_destroy(cachep, &list);
959                 }
960         }
961 }
962
963 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
964                                 int node, int page_node)
965 {
966         struct kmem_cache_node *n;
967         struct alien_cache *alien = NULL;
968         struct array_cache *ac;
969         LIST_HEAD(list);
970
971         n = get_node(cachep, node);
972         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
973         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
974                 alien = n->alien[page_node];
975                 ac = &alien->ac;
976                 spin_lock(&alien->lock);
977                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
978                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
979                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
980                 }
981                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
982                 spin_unlock(&alien->lock);
983                 slabs_destroy(cachep, &list);
984         } else {
985                 n = get_node(cachep, page_node);
986                 spin_lock(&n->list_lock);
987                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
988                 spin_unlock(&n->list_lock);
989                 slabs_destroy(cachep, &list);
990         }
991         return 1;
992 }
993
994 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
995 {
996         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
997         int node = numa_mem_id();
998         /*
999          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1000          * cache on this cpu.
1001          */
1002         if (likely(node == page_node))
1003                 return 0;
1004
1005         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not direct reclaim
1010  * or warn about failures. kswapd may still wake to reclaim in the background.
1011  */
1012 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
1013 {
1014         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1015 }
1016 #endif
1017
1018 /*
1019  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1020  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1021  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1022  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1023  * already in use.
1024  *
1025  * Must hold slab_mutex.
1026  */
1027 static int init_cache_node_node(int node)
1028 {
1029         struct kmem_cache *cachep;
1030         struct kmem_cache_node *n;
1031         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1032
1033         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1034                 /*
1035                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1036                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1037                  * node has not already allocated this
1038                  */
1039                 n = get_node(cachep, node);
1040                 if (!n) {
1041                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1042                         if (!n)
1043                                 return -ENOMEM;
1044                         kmem_cache_node_init(n);
1045                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1046                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1047
1048                         /*
1049                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1050                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1051                          * protection here.
1052                          */
1053                         cachep->node[node] = n;
1054                 }
1055
1056                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1057                 n->free_limit =
1058                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1059                         cachep->batchcount + cachep->num;
1060                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1061         }
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1066                                                 struct kmem_cache_node *n)
1067 {
1068         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1069 }
1070
1071 static void cpuup_canceled(long cpu)
1072 {
1073         struct kmem_cache *cachep;
1074         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1075         int node = cpu_to_mem(cpu);
1076         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1077
1078         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1079                 struct array_cache *nc;
1080                 struct array_cache *shared;
1081                 struct alien_cache **alien;
1082                 LIST_HEAD(list);
1083
1084                 n = get_node(cachep, node);
1085                 if (!n)
1086                         continue;
1087
1088                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1089
1090                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1091                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1092
1093                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1094                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
1095                 if (nc) {
1096                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1097                         nc->avail = 0;
1098                 }
1099
1100                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1101                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1102                         goto free_slab;
1103                 }
1104
1105                 shared = n->shared;
1106                 if (shared) {
1107                         free_block(cachep, shared->entry,
1108                                    shared->avail, node, &list);
1109                         n->shared = NULL;
1110                 }
1111
1112                 alien = n->alien;
1113                 n->alien = NULL;
1114
1115                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1116
1117                 kfree(shared);
1118                 if (alien) {
1119                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1120                         free_alien_cache(alien);
1121                 }
1122
1123 free_slab:
1124                 slabs_destroy(cachep, &list);
1125         }
1126         /*
1127          * In the previous loop, all the objects were freed to
1128          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1129          * shrink each nodelist to its limit.
1130          */
1131         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1132                 n = get_node(cachep, node);
1133                 if (!n)
1134                         continue;
1135                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1136         }
1137 }
1138
1139 static int cpuup_prepare(long cpu)
1140 {
1141         struct kmem_cache *cachep;
1142         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1143         int node = cpu_to_mem(cpu);
1144         int err;
1145
1146         /*
1147          * We need to do this right in the beginning since
1148          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1149          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1150          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1151          */
1152         err = init_cache_node_node(node);
1153         if (err < 0)
1154                 goto bad;
1155
1156         /*
1157          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1158          * array caches
1159          */
1160         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1161                 struct array_cache *shared = NULL;
1162                 struct alien_cache **alien = NULL;
1163
1164                 if (cachep->shared) {
1165                         shared = alloc_arraycache(node,
1166                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1167                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1168                         if (!shared)
1169                                 goto bad;
1170                 }
1171                 if (use_alien_caches) {
1172                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1173                         if (!alien) {
1174                                 kfree(shared);
1175                                 goto bad;
1176                         }
1177                 }
1178                 n = get_node(cachep, node);
1179                 BUG_ON(!n);
1180
1181                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1182                 if (!n->shared) {
1183                         /*
1184                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1185                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1186                          */
1187                         n->shared = shared;
1188                         shared = NULL;
1189                 }
1190 #ifdef CONFIG_NUMA
1191                 if (!n->alien) {
1192                         n->alien = alien;
1193                         alien = NULL;
1194                 }
1195 #endif
1196                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1197                 kfree(shared);
1198                 free_alien_cache(alien);
1199         }
1200
1201         return 0;
1202 bad:
1203         cpuup_canceled(cpu);
1204         return -ENOMEM;
1205 }
1206
1207 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1208                                     unsigned long action, void *hcpu)
1209 {
1210         long cpu = (long)hcpu;
1211         int err = 0;
1212
1213         switch (action) {
1214         case CPU_UP_PREPARE:
1215         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1216                 mutex_lock(&slab_mutex);
1217                 err = cpuup_prepare(cpu);
1218                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1219                 break;
1220         case CPU_ONLINE:
1221         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1222                 start_cpu_timer(cpu);
1223                 break;
1224 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1225         case CPU_DOWN_PREPARE:
1226         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1227                 /*
1228                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1229                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1230                  * anything expensive but will only modify reap_work
1231                  * and reschedule the timer.
1232                 */
1233                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1234                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1235                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1236                 break;
1237         case CPU_DOWN_FAILED:
1238         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1239                 start_cpu_timer(cpu);
1240                 break;
1241         case CPU_DEAD:
1242         case CPU_DEAD_FROZEN:
1243                 /*
1244                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1245                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1246                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1247                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1248                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1249                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1250                  */
1251                 /* fall through */
1252 #endif
1253         case CPU_UP_CANCELED:
1254         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1255                 mutex_lock(&slab_mutex);
1256                 cpuup_canceled(cpu);
1257                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1258                 break;
1259         }
1260         return notifier_from_errno(err);
1261 }
1262
1263 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1264         &cpuup_callback, NULL, 0
1265 };
1266
1267 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1268 /*
1269  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1270  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1271  * removed.
1272  *
1273  * Must hold slab_mutex.
1274  */
1275 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1276 {
1277         struct kmem_cache *cachep;
1278         int ret = 0;
1279
1280         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1281                 struct kmem_cache_node *n;
1282
1283                 n = get_node(cachep, node);
1284                 if (!n)
1285                         continue;
1286
1287                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1288
1289                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1290                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1291                         ret = -EBUSY;
1292                         break;
1293                 }
1294         }
1295         return ret;
1296 }
1297
1298 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1299                                         unsigned long action, void *arg)
1300 {
1301         struct memory_notify *mnb = arg;
1302         int ret = 0;
1303         int nid;
1304
1305         nid = mnb->status_change_nid;
1306         if (nid < 0)
1307                 goto out;
1308
1309         switch (action) {
1310         case MEM_GOING_ONLINE:
1311                 mutex_lock(&slab_mutex);
1312                 ret = init_cache_node_node(nid);
1313                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1314                 break;
1315         case MEM_GOING_OFFLINE:
1316                 mutex_lock(&slab_mutex);
1317                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1318                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1319                 break;
1320         case MEM_ONLINE:
1321         case MEM_OFFLINE:
1322         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1323         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1324                 break;
1325         }
1326 out:
1327         return notifier_from_errno(ret);
1328 }
1329 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1330
1331 /*
1332  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1333  */
1334 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1335                                 int nodeid)
1336 {
1337         struct kmem_cache_node *ptr;
1338
1339         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1340         BUG_ON(!ptr);
1341
1342         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1343         /*
1344          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1345          */
1346         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1347
1348         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1349         cachep->node[nodeid] = ptr;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1354  * size of kmem_cache_node.
1355  */
1356 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1357 {
1358         int node;
1359
1360         for_each_online_node(node) {
1361                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1362                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1363                     REAPTIMEOUT_NODE +
1364                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1365         }
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1370  * before smp_init().
1371  */
1372 void __init kmem_cache_init(void)
1373 {
1374         int i;
1375
1376         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1377                                         sizeof(struct rcu_head));
1378         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1379
1380         if (num_possible_nodes() == 1)
1381                 use_alien_caches = 0;
1382
1383         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1384                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1385
1386         /*
1387          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1388          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1389          * not overridden on the command line.
1390          */
1391         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1392                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1393
1394         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1395          * from caches that do not exist yet:
1396          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1397          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1398          *    kmem_cache is statically allocated.
1399          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1400          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1401          *    array at the end of the bootstrap.
1402          * 2) Create the first kmalloc cache.
1403          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1404          *    An __init data area is used for the head array.
1405          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1406          *    head arrays.
1407          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1408          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1409          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1410          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1411          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1412          */
1413
1414         /* 1) create the kmem_cache */
1415
1416         /*
1417          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1418          */
1419         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1420                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1421                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1422                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1423         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1424         slab_state = PARTIAL;
1425
1426         /*
1427          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1428          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1429          */
1430         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1431                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1432         slab_state = PARTIAL_NODE;
1433         setup_kmalloc_cache_index_table();
1434
1435         slab_early_init = 0;
1436
1437         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1438         {
1439                 int nid;
1440
1441                 for_each_online_node(nid) {
1442                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1443
1444                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1445                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1446                 }
1447         }
1448
1449         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1450 }
1451
1452 void __init kmem_cache_init_late(void)
1453 {
1454         struct kmem_cache *cachep;
1455
1456         slab_state = UP;
1457
1458         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1459         mutex_lock(&slab_mutex);
1460         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1461                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1462                         BUG();
1463         mutex_unlock(&slab_mutex);
1464
1465         /* Done! */
1466         slab_state = FULL;
1467
1468         /*
1469          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1470          * cpu_cache_get for all new cpus
1471          */
1472         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1473
1474 #ifdef CONFIG_NUMA
1475         /*
1476          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1477          * node.
1478          */
1479         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1480 #endif
1481
1482         /*
1483          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1484          * of the kernel is not yet operational.
1485          */
1486 }
1487
1488 static int __init cpucache_init(void)
1489 {
1490         int cpu;
1491
1492         /*
1493          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1494          */
1495         for_each_online_cpu(cpu)
1496                 start_cpu_timer(cpu);
1497
1498         /* Done! */
1499         slab_state = FULL;
1500         return 0;
1501 }
1502 __initcall(cpucache_init);
1503
1504 static noinline void
1505 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1506 {
1507 #if DEBUG
1508         struct kmem_cache_node *n;
1509         struct page *page;
1510         unsigned long flags;
1511         int node;
1512         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1513                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1514
1515         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1516                 return;
1517
1518         printk(KERN_WARNING
1519                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1520                 nodeid, gfpflags);
1521         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1522                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1523
1524         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1525                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1526                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1527
1528                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1529                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1530                         active_objs += cachep->num;
1531                         active_slabs++;
1532                 }
1533                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1534                         active_objs += page->active;
1535                         active_slabs++;
1536                 }
1537                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1538                         num_slabs++;
1539
1540                 free_objects += n->free_objects;
1541                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1542
1543                 num_slabs += active_slabs;
1544                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1545                 printk(KERN_WARNING
1546                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1547                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1548                         free_objects);
1549         }
1550 #endif
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1555  * kmem_cache_node ->list_lock.
1556  *
1557  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1558  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1559  * would be relatively rare and ignorable.
1560  */
1561 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1562                                                                 int nodeid)
1563 {
1564         struct page *page;
1565         int nr_pages;
1566
1567         flags |= cachep->allocflags;
1568         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1569                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1570
1571         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1572         if (!page) {
1573                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1574                 return NULL;
1575         }
1576
1577         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1578                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1579                 return NULL;
1580         }
1581
1582         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1583         if (page_is_pfmemalloc(page))
1584                 pfmemalloc_active = true;
1585
1586         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1587         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1588                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1589                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1590         else
1591                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1592                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1593         __SetPageSlab(page);
1594         if (page_is_pfmemalloc(page))
1595                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1596
1597         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1598                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1599
1600                 if (cachep->ctor)
1601                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1602                 else
1603                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1604         }
1605
1606         return page;
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Interface to system's page release.
1611  */
1612 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1613 {
1614         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1615
1616         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1617
1618         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1619                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1620                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1621         else
1622                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1623                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1624
1625         BUG_ON(!PageSlab(page));
1626         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1627         __ClearPageSlab(page);
1628         page_mapcount_reset(page);
1629         page->mapping = NULL;
1630
1631         if (current->reclaim_state)
1632                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1633         __free_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1634 }
1635
1636 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1637 {
1638         struct kmem_cache *cachep;
1639         struct page *page;
1640
1641         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1642         cachep = page->slab_cache;
1643
1644         kmem_freepages(cachep, page);
1645 }
1646
1647 #if DEBUG
1648 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1649 {
1650         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1651                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1652                 return true;
1653
1654         return false;
1655 }
1656
1657 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1658 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1659                             unsigned long caller)
1660 {
1661         int size = cachep->object_size;
1662
1663         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1664
1665         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1666                 return;
1667
1668         *addr++ = 0x12345678;
1669         *addr++ = caller;
1670         *addr++ = smp_processor_id();
1671         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1672         {
1673                 unsigned long *sptr = &caller;
1674                 unsigned long svalue;
1675
1676                 while (!kstack_end(sptr)) {
1677                         svalue = *sptr++;
1678                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1679                                 *addr++ = svalue;
1680                                 size -= sizeof(unsigned long);
1681                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1682                                         break;
1683                         }
1684                 }
1685
1686         }
1687         *addr++ = 0x87654321;
1688 }
1689
1690 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1691                                 int map, unsigned long caller)
1692 {
1693         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1694                 return;
1695
1696         if (caller)
1697                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1698
1699         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1700 }
1701
1702 #else
1703 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1704                                 int map, unsigned long caller) {}
1705
1706 #endif
1707
1708 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1709 {
1710         int size = cachep->object_size;
1711         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1712
1713         memset(addr, val, size);
1714         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1715 }
1716
1717 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1718 {
1719         int i;
1720         unsigned char error = 0;
1721         int bad_count = 0;
1722
1723         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1724         for (i = 0; i < limit; i++) {
1725                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1726                         error = data[offset + i];
1727                         bad_count++;
1728                 }
1729         }
1730         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1731                         &data[offset], limit, 1);
1732
1733         if (bad_count == 1) {
1734                 error ^= POISON_FREE;
1735                 if (!(error & (error - 1))) {
1736                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1737                                         "bad RAM.\n");
1738 #ifdef CONFIG_X86
1739                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1740                                         "test tool.\n");
1741 #else
1742                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1743 #endif
1744                 }
1745         }
1746 }
1747 #endif
1748
1749 #if DEBUG
1750
1751 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1752 {
1753         int i, size;
1754         char *realobj;
1755
1756         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1757                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1758                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1759                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1760         }
1761
1762         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1763                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1764                        *dbg_userword(cachep, objp),
1765                        *dbg_userword(cachep, objp));
1766         }
1767         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1768         size = cachep->object_size;
1769         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1770                 int limit;
1771                 limit = 16;
1772                 if (i + limit > size)
1773                         limit = size - i;
1774                 dump_line(realobj, i, limit);
1775         }
1776 }
1777
1778 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1779 {
1780         char *realobj;
1781         int size, i;
1782         int lines = 0;
1783
1784         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1785                 return;
1786
1787         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1788         size = cachep->object_size;
1789
1790         for (i = 0; i < size; i++) {
1791                 char exp = POISON_FREE;
1792                 if (i == size - 1)
1793                         exp = POISON_END;
1794                 if (realobj[i] != exp) {
1795                         int limit;
1796                         /* Mismatch ! */
1797                         /* Print header */
1798                         if (lines == 0) {
1799                                 printk(KERN_ERR
1800                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1801                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1802                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1803                         }
1804                         /* Hexdump the affected line */
1805                         i = (i / 16) * 16;
1806                         limit = 16;
1807                         if (i + limit > size)
1808                                 limit = size - i;
1809                         dump_line(realobj, i, limit);
1810                         i += 16;
1811                         lines++;
1812                         /* Limit to 5 lines */
1813                         if (lines > 5)
1814                                 break;
1815                 }
1816         }
1817         if (lines != 0) {
1818                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1819                  * exist:
1820                  */
1821                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1822                 unsigned int objnr;
1823
1824                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1825                 if (objnr) {
1826                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1827                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1828                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1829                                realobj, size);
1830                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1831                 }
1832                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1833                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1834                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1835                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1836                                realobj, size);
1837                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1838                 }
1839         }
1840 }
1841 #endif
1842
1843 #if DEBUG
1844 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1845                                                 struct page *page)
1846 {
1847         int i;
1848         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1849                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1850
1851                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1852                         check_poison_obj(cachep, objp);
1853                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1854                 }
1855                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1856                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1857                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1858                                            "was overwritten");
1859                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1860                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1861                                            "was overwritten");
1862                 }
1863         }
1864 }
1865 #else
1866 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1867                                                 struct page *page)
1868 {
1869 }
1870 #endif
1871
1872 /**
1873  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1874  * @cachep: cache pointer being destroyed
1875  * @page: page pointer being destroyed
1876  *
1877  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1878  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1879  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1880  */
1881 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1882 {
1883         void *freelist;
1884
1885         freelist = page->freelist;
1886         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1887         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1888                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1889         else
1890                 kmem_freepages(cachep, page);
1891
1892         /*
1893          * From now on, we don't use freelist
1894          * although actual page can be freed in rcu context
1895          */
1896         if (OFF_SLAB(cachep))
1897                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1898 }
1899
1900 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1901 {
1902         struct page *page, *n;
1903
1904         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1905                 list_del(&page->lru);
1906                 slab_destroy(cachep, page);
1907         }
1908 }
1909
1910 /**
1911  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1912  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1913  * @size: size of objects to be created in this cache.
1914  * @align: required alignment for the objects.
1915  * @flags: slab allocation flags
1916  *
1917  * Also calculates the number of objects per slab.
1918  *
1919  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1920  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1921  * towards high-order requests, this should be changed.
1922  */
1923 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1924                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1925 {
1926         unsigned long offslab_limit;
1927         size_t left_over = 0;
1928         int gfporder;
1929
1930         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1931                 unsigned int num;
1932                 size_t remainder;
1933
1934                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1935                 if (!num)
1936                         continue;
1937
1938                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1939                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1940                         break;
1941
1942                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1943                         /*
1944                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1945                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1946                          * looping condition in cache_grow().
1947                          */
1948                         offslab_limit = size;
1949                         offslab_limit /= sizeof(freelist_idx_t);
1950
1951                         if (num > offslab_limit)
1952                                 break;
1953                 }
1954
1955                 /* Found something acceptable - save it away */
1956                 cachep->num = num;
1957                 cachep->gfporder = gfporder;
1958                 left_over = remainder;
1959
1960                 /*
1961                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1962                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1963                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1964                  */
1965                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1966                         break;
1967
1968                 /*
1969                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1970                  * currently bad for the gfp()s.
1971                  */
1972                 if (gfporder >= slab_max_order)
1973                         break;
1974
1975                 /*
1976                  * Acceptable internal fragmentation?
1977                  */
1978                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1979                         break;
1980         }
1981         return left_over;
1982 }
1983
1984 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1985                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1986 {
1987         int cpu;
1988         size_t size;
1989         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1990
1991         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1992         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1993
1994         if (!cpu_cache)
1995                 return NULL;
1996
1997         for_each_possible_cpu(cpu) {
1998                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1999                                 entries, batchcount);
2000         }
2001
2002         return cpu_cache;
2003 }
2004
2005 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2006 {
2007         if (slab_state >= FULL)
2008                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2009
2010         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
2011         if (!cachep->cpu_cache)
2012                 return 1;
2013
2014         if (slab_state == DOWN) {
2015                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
2016                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
2017         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2018                 /* For kmem_cache_node */
2019                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2020         } else {
2021                 int node;
2022
2023                 for_each_online_node(node) {
2024                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
2025                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
2026                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
2027                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2028                 }
2029         }
2030
2031         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2032                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2033                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2034
2035         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2036         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2037         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2038         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2039         cachep->batchcount = 1;
2040         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2041         return 0;
2042 }
2043
2044 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
2045         unsigned long flags, const char *name,
2046         void (*ctor)(void *))
2047 {
2048         return flags;
2049 }
2050
2051 struct kmem_cache *
2052 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
2053                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2054 {
2055         struct kmem_cache *cachep;
2056
2057         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2058         if (cachep) {
2059                 cachep->refcount++;
2060
2061                 /*
2062                  * Adjust the object sizes so that we clear
2063                  * the complete object on kzalloc.
2064                  */
2065                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
2066         }
2067         return cachep;
2068 }
2069
2070 /**
2071  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2072  * @cachep: cache management descriptor
2073  * @flags: SLAB flags
2074  *
2075  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2076  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2077  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2078  *
2079  * The flags are
2080  *
2081  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2082  * to catch references to uninitialised memory.
2083  *
2084  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2085  * for buffer overruns.
2086  *
2087  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2088  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2089  * as davem.
2090  */
2091 int
2092 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2093 {
2094         size_t left_over, freelist_size;
2095         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2096         gfp_t gfp;
2097         int err;
2098         size_t size = cachep->size;
2099
2100 #if DEBUG
2101 #if FORCED_DEBUG
2102         /*
2103          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2104          * large objects, if the increased size would increase the object size
2105          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2106          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2107          */
2108         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2109                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2110                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2111         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2112                 flags |= SLAB_POISON;
2113 #endif
2114 #endif
2115
2116         /*
2117          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2118          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2119          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2120          */
2121         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2122                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2123                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2124         }
2125
2126         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2127                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2128                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2129                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2130                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2131                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2132         }
2133
2134         /* 3) caller mandated alignment */
2135         if (ralign < cachep->align) {
2136                 ralign = cachep->align;
2137         }
2138         /* disable debug if necessary */
2139         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2140                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2141         /*
2142          * 4) Store it.
2143          */
2144         cachep->align = ralign;
2145
2146         if (slab_is_available())
2147                 gfp = GFP_KERNEL;
2148         else
2149                 gfp = GFP_NOWAIT;
2150
2151 #if DEBUG
2152
2153         /*
2154          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2155          * into align above.
2156          */
2157         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2158                 /* add space for red zone words */
2159                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2160                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2161         }
2162         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2163                 /* user store requires one word storage behind the end of
2164                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2165                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2166                  */
2167                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2168                         size += REDZONE_ALIGN;
2169                 else
2170                         size += BYTES_PER_WORD;
2171         }
2172         /*
2173          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2174          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2175          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2176          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2177          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2178          */
2179         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2180                 !slab_early_init && size >= kmalloc_size(INDEX_NODE) &&
2181                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size() &&
2182                 ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2183                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2184                 size = PAGE_SIZE;
2185         }
2186 #endif
2187
2188         /*
2189          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2190          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2191          * it too early on. Always use on-slab management when
2192          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2193          */
2194         if (size >= OFF_SLAB_MIN_SIZE && !slab_early_init &&
2195             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2196                 /*
2197                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2198                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2199                  */
2200                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2201
2202         size = ALIGN(size, cachep->align);
2203         /*
2204          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2205          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2206          */
2207         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2208                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2209
2210         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2211
2212         if (!cachep->num)
2213                 return -E2BIG;
2214
2215         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2216
2217         /*
2218          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2219          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2220          */
2221         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2222                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2223                 left_over -= freelist_size;
2224         }
2225
2226         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2227                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2228                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2229         }
2230
2231         cachep->colour_off = cache_line_size();
2232         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2233         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2234                 cachep->colour_off = cachep->align;
2235         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2236         cachep->freelist_size = freelist_size;
2237         cachep->flags = flags;
2238         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2239         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2240                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2241         cachep->size = size;
2242         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2243
2244 #if DEBUG
2245         /*
2246          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2247          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2248          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2249          */
2250         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2251                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2252                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2253                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2254 #endif
2255
2256         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2257                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2258                 /*
2259                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2260                  * But since we go off slab only for object size greater than
2261                  * OFF_SLAB_MIN_SIZE, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2262                  * in ascending order,this should not happen at all.
2263                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2264                  */
2265                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2266         }
2267
2268         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2269         if (err) {
2270                 __kmem_cache_release(cachep);
2271                 return err;
2272         }
2273
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 #if DEBUG
2278 static void check_irq_off(void)
2279 {
2280         BUG_ON(!irqs_disabled());
2281 }
2282
2283 static void check_irq_on(void)
2284 {
2285         BUG_ON(irqs_disabled());
2286 }
2287
2288 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2289 {
2290 #ifdef CONFIG_SMP
2291         check_irq_off();
2292         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2293 #endif
2294 }
2295
2296 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2297 {
2298 #ifdef CONFIG_SMP
2299         check_irq_off();
2300         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2301 #endif
2302 }
2303
2304 #else
2305 #define check_irq_off() do { } while(0)
2306 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2307 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2308 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2309 #endif
2310
2311 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2312                         struct array_cache *ac,
2313                         int force, int node);
2314
2315 static void do_drain(void *arg)
2316 {
2317         struct kmem_cache *cachep = arg;
2318         struct array_cache *ac;
2319         int node = numa_mem_id();
2320         struct kmem_cache_node *n;
2321         LIST_HEAD(list);
2322
2323         check_irq_off();
2324         ac = cpu_cache_get(cachep);
2325         n = get_node(cachep, node);
2326         spin_lock(&n->list_lock);
2327         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2328         spin_unlock(&n->list_lock);
2329         slabs_destroy(cachep, &list);
2330         ac->avail = 0;
2331 }
2332
2333 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2334 {
2335         struct kmem_cache_node *n;
2336         int node;
2337
2338         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2339         check_irq_on();
2340         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2341                 if (n->alien)
2342                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2343
2344         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2345                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Remove slabs from the list of free slabs.
2350  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2351  *
2352  * Returns the actual number of slabs released.
2353  */
2354 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2355                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2356 {
2357         struct list_head *p;
2358         int nr_freed;
2359         struct page *page;
2360
2361         nr_freed = 0;
2362         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2363
2364                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2365                 p = n->slabs_free.prev;
2366                 if (p == &n->slabs_free) {
2367                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2368                         goto out;
2369                 }
2370
2371                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2372                 list_del(&page->lru);
2373                 /*
2374                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2375                  * to the cache.
2376                  */
2377                 n->free_objects -= cache->num;
2378                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2379                 slab_destroy(cache, page);
2380                 nr_freed++;
2381         }
2382 out:
2383         return nr_freed;
2384 }
2385
2386 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2387 {
2388         int ret = 0;
2389         int node;
2390         struct kmem_cache_node *n;
2391
2392         drain_cpu_caches(cachep);
2393
2394         check_irq_on();
2395         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2396                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2397
2398                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2399                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2400         }
2401         return (ret ? 1 : 0);
2402 }
2403
2404 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2405 {
2406         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2407 }
2408
2409 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2410 {
2411         int i;
2412         struct kmem_cache_node *n;
2413
2414         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2415
2416         /* NUMA: free the node structures */
2417         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2418                 kfree(n->shared);
2419                 free_alien_cache(n->alien);
2420                 kfree(n);
2421                 cachep->node[i] = NULL;
2422         }
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Get the memory for a slab management obj.
2427  *
2428  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2429  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2430  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2431  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2432  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2433  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2434  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2435  *
2436  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2437  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2438  */
2439 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2440                                    struct page *page, int colour_off,
2441                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2442 {
2443         void *freelist;
2444         void *addr = page_address(page);
2445
2446         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2447                 /* Slab management obj is off-slab. */
2448                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2449                                               local_flags, nodeid);
2450                 if (!freelist)
2451                         return NULL;
2452         } else {
2453                 freelist = addr + colour_off;
2454                 colour_off += cachep->freelist_size;
2455         }
2456         page->active = 0;
2457         page->s_mem = addr + colour_off;
2458         return freelist;
2459 }
2460
2461 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2462 {
2463         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2464 }
2465
2466 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2467                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2468 {
2469         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2470 }
2471
2472 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2473                             struct page *page)
2474 {
2475         int i;
2476
2477         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2478                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2479 #if DEBUG
2480                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2481                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2482
2483                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2484                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2485                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2486                 }
2487                 /*
2488                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2489                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2490                  * They must also be threaded.
2491                  */
2492                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2493                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2494
2495                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2496                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2497                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2498                                            " end of an object");
2499                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2500                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2501                                            " start of an object");
2502                 }
2503                 /* need to poison the objs? */
2504                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2505                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2506                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2507                 }
2508 #else
2509                 if (cachep->ctor)
2510                         cachep->ctor(objp);
2511 #endif
2512                 set_free_obj(page, i, i);
2513         }
2514 }
2515
2516 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2517 {
2518         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2519                 if (flags & GFP_DMA)
2520                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2521                 else
2522                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2523         }
2524 }
2525
2526 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2527 {
2528         void *objp;
2529
2530         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2531         page->active++;
2532
2533 #if DEBUG
2534         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2535                 set_store_user_dirty(cachep);
2536 #endif
2537
2538         return objp;
2539 }
2540
2541 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2542                         struct page *page, void *objp)
2543 {
2544         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2545 #if DEBUG
2546         unsigned int i;
2547
2548         /* Verify double free bug */
2549         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2550                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2551                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2552                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2553                         BUG();
2554                 }
2555         }
2556 #endif
2557         page->active--;
2558         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2563  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2564  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2565  */
2566 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2567                            void *freelist)
2568 {
2569         page->slab_cache = cache;
2570         page->freelist = freelist;
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2575  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2576  */
2577 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2578                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2579 {
2580         void *freelist;
2581         size_t offset;
2582         gfp_t local_flags;
2583         struct kmem_cache_node *n;
2584
2585         /*
2586          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2587          * critical path in kmem_cache_alloc().
2588          */
2589         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2590                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2591                 BUG();
2592         }
2593         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2594
2595         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2596         check_irq_off();
2597         n = get_node(cachep, nodeid);
2598         spin_lock(&n->list_lock);
2599
2600         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2601         offset = n->colour_next;
2602         n->colour_next++;
2603         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2604                 n->colour_next = 0;
2605         spin_unlock(&n->list_lock);
2606
2607         offset *= cachep->colour_off;
2608
2609         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2610                 local_irq_enable();
2611
2612         /*
2613          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2614          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2615          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2616          * will eventually be caught here (where it matters).
2617          */
2618         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2619
2620         /*
2621          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2622          * 'nodeid'.
2623          */
2624         if (!page)
2625                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2626         if (!page)
2627                 goto failed;
2628
2629         /* Get slab management. */
2630         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2631                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2632         if (!freelist)
2633                 goto opps1;
2634
2635         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2636
2637         cache_init_objs(cachep, page);
2638
2639         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2640                 local_irq_disable();
2641         check_irq_off();
2642         spin_lock(&n->list_lock);
2643
2644         /* Make slab active. */
2645         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2646         STATS_INC_GROWN(cachep);
2647         n->free_objects += cachep->num;
2648         spin_unlock(&n->list_lock);
2649         return 1;
2650 opps1:
2651         kmem_freepages(cachep, page);
2652 failed:
2653         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2654                 local_irq_disable();
2655         return 0;
2656 }
2657
2658 #if DEBUG
2659
2660 /*
2661  * Perform extra freeing checks:
2662  * - detect bad pointers.
2663  * - POISON/RED_ZONE checking
2664  */
2665 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2666 {
2667         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2668                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2669                        (unsigned long)objp);
2670                 BUG();
2671         }
2672 }
2673
2674 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2675 {
2676         unsigned long long redzone1, redzone2;
2677
2678         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2679         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2680
2681         /*
2682          * Redzone is ok.
2683          */
2684         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2685                 return;
2686
2687         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2688                 slab_error(cache, "double free detected");
2689         else
2690                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2691
2692         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2693                         obj, redzone1, redzone2);
2694 }
2695
2696 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2697                                    unsigned long caller)
2698 {
2699         unsigned int objnr;
2700         struct page *page;
2701
2702         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2703
2704         objp -= obj_offset(cachep);
2705         kfree_debugcheck(objp);
2706         page = virt_to_head_page(objp);
2707
2708         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2709                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2710                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2711                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2712         }
2713         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2714                 set_store_user_dirty(cachep);
2715                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2716         }
2717
2718         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2719
2720         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2721         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2722
2723         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2724                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2725                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2726         }
2727         return objp;
2728 }
2729
2730 #else
2731 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2732 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2733 #endif
2734
2735 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n)
2736 {
2737         struct page *page;
2738
2739         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2740                         struct page, lru);
2741         if (!page) {
2742                 n->free_touched = 1;
2743                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2744                                 struct page, lru);
2745         }
2746
2747         return page;
2748 }
2749
2750 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2751                                                         bool force_refill)
2752 {
2753         int batchcount;
2754         struct kmem_cache_node *n;
2755         struct array_cache *ac;
2756         int node;
2757
2758         check_irq_off();
2759         node = numa_mem_id();
2760         if (unlikely(force_refill))
2761                 goto force_grow;
2762 retry:
2763         ac = cpu_cache_get(cachep);
2764         batchcount = ac->batchcount;
2765         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2766                 /*
2767                  * If there was little recent activity on this cache, then
2768                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2769                  * refill bouncing.
2770                  */
2771                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2772         }
2773         n = get_node(cachep, node);
2774
2775         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2776         spin_lock(&n->list_lock);
2777
2778         /* See if we can refill from the shared array */
2779         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2780                 n->shared->touched = 1;
2781                 goto alloc_done;
2782         }
2783
2784         while (batchcount > 0) {
2785                 struct page *page;
2786                 /* Get slab alloc is to come from. */
2787                 page = get_first_slab(n);
2788                 if (!page)
2789                         goto must_grow;
2790
2791                 check_spinlock_acquired(cachep);
2792
2793                 /*
2794                  * The slab was either on partial or free list so
2795                  * there must be at least one object available for
2796                  * allocation.
2797                  */
2798                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2799
2800                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2801                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2802                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2803                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2804
2805                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page));
2806                 }
2807
2808                 /* move slabp to correct slabp list: */
2809                 list_del(&page->lru);
2810                 if (page->active == cachep->num)
2811                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2812                 else
2813                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2814         }
2815
2816 must_grow:
2817         n->free_objects -= ac->avail;
2818 alloc_done:
2819         spin_unlock(&n->list_lock);
2820
2821         if (unlikely(!ac->avail)) {
2822                 int x;
2823 force_grow:
2824                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2825
2826                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2827                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2828                 node = numa_mem_id();
2829
2830                 /* no objects in sight? abort */
2831                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2832                         return NULL;
2833
2834                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2835                         goto retry;
2836         }
2837         ac->touched = 1;
2838
2839         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2840 }
2841
2842 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2843                                                 gfp_t flags)
2844 {
2845         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2846 #if DEBUG
2847         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2848 #endif
2849 }
2850
2851 #if DEBUG
2852 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2853                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2854 {
2855         if (!objp)
2856                 return objp;
2857         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2858                 check_poison_obj(cachep, objp);
2859                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2860                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2861         }
2862         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2863                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2864
2865         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2866                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2867                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2868                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2869                                                 " object was overwritten");
2870                         printk(KERN_ERR
2871                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2872                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2873                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2874                 }
2875                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2876                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2877         }
2878
2879         objp += obj_offset(cachep);
2880         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2881                 cachep->ctor(objp);
2882         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2883             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2884                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2885                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2886         }
2887         return objp;
2888 }
2889 #else
2890 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2891 #endif
2892
2893 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2894 {
2895         void *objp;
2896         struct array_cache *ac;
2897         bool force_refill = false;
2898
2899         check_irq_off();
2900
2901         ac = cpu_cache_get(cachep);
2902         if (likely(ac->avail)) {
2903                 ac->touched = 1;
2904                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2905
2906                 /*
2907                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2908                  * by the current flags
2909                  */
2910                 if (objp) {
2911                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2912                         goto out;
2913                 }
2914                 force_refill = true;
2915         }
2916
2917         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2918         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
2919         /*
2920          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2921          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2922          */
2923         ac = cpu_cache_get(cachep);
2924
2925 out:
2926         /*
2927          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2928          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2929          * treat the array pointers as a reference to the object.
2930          */
2931         if (objp)
2932                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2933         return objp;
2934 }
2935
2936 #ifdef CONFIG_NUMA
2937 /*
2938  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2939  *
2940  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2941  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2942  */
2943 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2944 {
2945         int nid_alloc, nid_here;
2946
2947         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2948                 return NULL;
2949         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2950         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2951                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2952         else if (current->mempolicy)
2953                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2954         if (nid_alloc != nid_here)
2955                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2956         return NULL;
2957 }
2958
2959 /*
2960  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2961  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2962  * available node for available objects. If that fails then we
2963  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2964  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2965  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
2966  */
2967 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
2968 {
2969         struct zonelist *zonelist;
2970         gfp_t local_flags;
2971         struct zoneref *z;
2972         struct zone *zone;
2973         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
2974         void *obj = NULL;
2975         int nid;
2976         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2977
2978         if (flags & __GFP_THISNODE)
2979                 return NULL;
2980
2981         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2982
2983 retry_cpuset:
2984         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2985         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2986
2987 retry:
2988         /*
2989          * Look through allowed nodes for objects available
2990          * from existing per node queues.
2991          */
2992         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
2993                 nid = zone_to_nid(zone);
2994
2995                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2996                         get_node(cache, nid) &&
2997                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
2998                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
2999                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3000                                 if (obj)
3001                                         break;
3002                 }
3003         }
3004
3005         if (!obj) {
3006                 /*
3007                  * This allocation will be performed within the constraints
3008                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3009                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3010                  * set and go into memory reserves if necessary.
3011                  */
3012                 struct page *page;
3013
3014                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3015                         local_irq_enable();
3016                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3017                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3018                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3019                         local_irq_disable();
3020                 if (page) {
3021                         /*
3022                          * Insert into the appropriate per node queues
3023                          */
3024                         nid = page_to_nid(page);
3025                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3026                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3027                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3028                                 if (!obj)
3029                                         /*
3030                                          * Another processor may allocate the
3031                                          * objects in the slab since we are
3032                                          * not holding any locks.
3033                                          */
3034                                         goto retry;
3035                         } else {
3036                                 /* cache_grow already freed obj */
3037                                 obj = NULL;
3038                         }
3039                 }
3040         }
3041
3042         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3043                 goto retry_cpuset;
3044         return obj;
3045 }
3046
3047 /*
3048  * A interface to enable slab creation on nodeid
3049  */
3050 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3051                                 int nodeid)
3052 {
3053         struct page *page;
3054         struct kmem_cache_node *n;
3055         void *obj;
3056         int x;
3057
3058         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3059         n = get_node(cachep, nodeid);
3060         BUG_ON(!n);
3061
3062 retry:
3063         check_irq_off();
3064         spin_lock(&n->list_lock);
3065         page = get_first_slab(n);
3066         if (!page)
3067                 goto must_grow;
3068
3069         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3070
3071         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3072         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3073         STATS_SET_HIGH(cachep);
3074
3075         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3076
3077         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3078         n->free_objects--;
3079         /* move slabp to correct slabp list: */
3080         list_del(&page->lru);
3081
3082         if (page->active == cachep->num)
3083                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3084         else
3085                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3086
3087         spin_unlock(&n->list_lock);
3088         goto done;
3089
3090 must_grow:
3091         spin_unlock(&n->list_lock);
3092         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3093         if (x)
3094                 goto retry;
3095
3096         return fallback_alloc(cachep, flags);
3097
3098 done:
3099         return obj;
3100 }
3101
3102 static __always_inline void *
3103 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3104                    unsigned long caller)
3105 {
3106         unsigned long save_flags;
3107         void *ptr;
3108         int slab_node = numa_mem_id();
3109
3110         flags &= gfp_allowed_mask;
3111         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3112         if (unlikely(!cachep))
3113                 return NULL;
3114
3115         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3116         local_irq_save(save_flags);
3117
3118         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3119                 nodeid = slab_node;
3120
3121         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3122                 /* Node not bootstrapped yet */
3123                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3124                 goto out;
3125         }
3126
3127         if (nodeid == slab_node) {
3128                 /*
3129                  * Use the locally cached objects if possible.
3130                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3131                  * to other nodes. It may fail while we still have
3132                  * objects on other nodes available.
3133                  */
3134                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3135                 if (ptr)
3136                         goto out;
3137         }
3138         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3139         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3140   out:
3141         local_irq_restore(save_flags);
3142         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3143
3144         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3145                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3146
3147         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3148         return ptr;
3149 }
3150
3151 static __always_inline void *
3152 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3153 {
3154         void *objp;
3155
3156         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3157                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3158                 if (objp)
3159                         goto out;
3160         }
3161         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3162
3163         /*
3164          * We may just have run out of memory on the local node.
3165          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3166          */
3167         if (!objp)
3168                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3169
3170   out:
3171         return objp;
3172 }
3173 #else
3174
3175 static __always_inline void *
3176 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3177 {
3178         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3179 }
3180
3181 #endif /* CONFIG_NUMA */
3182
3183 static __always_inline void *
3184 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3185 {
3186         unsigned long save_flags;
3187         void *objp;
3188
3189         flags &= gfp_allowed_mask;
3190         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3191         if (unlikely(!cachep))
3192                 return NULL;
3193
3194         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3195         local_irq_save(save_flags);
3196         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3197         local_irq_restore(save_flags);
3198         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3199         prefetchw(objp);
3200
3201         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3202                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3203
3204         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3205         return objp;
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3210  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3211  */
3212 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3213                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3214 {
3215         int i;
3216         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3217
3218         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3219                 void *objp;
3220                 struct page *page;
3221
3222                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3223                 objp = objpp[i];
3224
3225                 page = virt_to_head_page(objp);
3226                 list_del(&page->lru);
3227                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3228                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3229                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3230                 n->free_objects++;
3231
3232                 /* fixup slab chains */
3233                 if (page->active == 0) {
3234                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3235                                 n->free_objects -= cachep->num;
3236                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3237                         } else {
3238                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3239                         }
3240                 } else {
3241                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3242                          * partial list on free - maximum time for the
3243                          * other objects to be freed, too.
3244                          */
3245                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3246                 }
3247         }
3248 }
3249
3250 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3251 {
3252         int batchcount;
3253         struct kmem_cache_node *n;
3254         int node = numa_mem_id();
3255         LIST_HEAD(list);
3256
3257         batchcount = ac->batchcount;
3258
3259         check_irq_off();
3260         n = get_node(cachep, node);
3261         spin_lock(&n->list_lock);
3262         if (n->shared) {
3263                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3264                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3265                 if (max) {
3266                         if (batchcount > max)
3267                                 batchcount = max;
3268                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3269                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3270                         shared_array->avail += batchcount;
3271                         goto free_done;
3272                 }
3273         }
3274
3275         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3276 free_done:
3277 #if STATS
3278         {
3279                 int i = 0;
3280                 struct page *page;
3281
3282                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3283                         BUG_ON(page->active);
3284
3285                         i++;
3286                 }
3287                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3288         }
3289 #endif
3290         spin_unlock(&n->list_lock);
3291         slabs_destroy(cachep, &list);
3292         ac->avail -= batchcount;
3293         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3298  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3299  */
3300 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3301                                 unsigned long caller)
3302 {
3303         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3304
3305         check_irq_off();
3306         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3307         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3308
3309         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3310
3311         /*
3312          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3313          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3314          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3315          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3316          * the cache.
3317          */
3318         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3319                 return;
3320
3321         if (ac->avail < ac->limit) {
3322                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3323         } else {
3324                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3325                 cache_flusharray(cachep, ac);
3326         }
3327
3328         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3329 }
3330
3331 /**
3332  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3333  * @cachep: The cache to allocate from.
3334  * @flags: See kmalloc().
3335  *
3336  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3337  * if the cache has no available objects.
3338  */
3339 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3340 {
3341         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3342
3343         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3344                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3345
3346         return ret;
3347 }
3348 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3349
3350 static __always_inline void
3351 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3352                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3353 {
3354         size_t i;
3355
3356         for (i = 0; i < size; i++)
3357                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3358 }
3359
3360 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3361                           void **p)
3362 {
3363         size_t i;
3364
3365         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3366         if (!s)
3367                 return 0;
3368
3369         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3370
3371         local_irq_disable();
3372         for (i = 0; i < size; i++) {
3373                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3374
3375                 if (unlikely(!objp))
3376                         goto error;
3377                 p[i] = objp;
3378         }
3379         local_irq_enable();
3380
3381         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3382
3383         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3384         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3385                 for (i = 0; i < size; i++)
3386                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3387
3388         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3389         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3390         return size;
3391 error:
3392         local_irq_enable();
3393         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3394         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3395         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3396         return 0;
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3399
3400 #ifdef CONFIG_TRACING
3401 void *
3402 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3403 {
3404         void *ret;
3405
3406         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3407
3408         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3409                       size, cachep->size, flags);
3410         return ret;
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3413 #endif
3414
3415 #ifdef CONFIG_NUMA
3416 /**
3417  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3418  * @cachep: The cache to allocate from.
3419  * @flags: See kmalloc().
3420  * @nodeid: node number of the target node.
3421  *
3422  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3423  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3424  *
3425  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3426  */
3427 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3428 {
3429         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3430
3431         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3432                                     cachep->object_size, cachep->size,
3433                                     flags, nodeid);
3434
3435         return ret;
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3438
3439 #ifdef CONFIG_TRACING
3440 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3441                                   gfp_t flags,
3442                                   int nodeid,
3443                                   size_t size)
3444 {
3445         void *ret;
3446
3447         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3448
3449         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3450                            size, cachep->size,
3451                            flags, nodeid);
3452         return ret;
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3455 #endif
3456
3457 static __always_inline void *
3458 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3459 {
3460         struct kmem_cache *cachep;
3461
3462         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3463         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3464                 return cachep;
3465         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3466 }
3467
3468 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3469 {
3470         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3473
3474 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3475                 int node, unsigned long caller)
3476 {
3477         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3480 #endif /* CONFIG_NUMA */
3481
3482 /**
3483  * __do_kmalloc - allocate memory
3484  * @size: how many bytes of memory are required.
3485  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3486  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3487  */
3488 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3489                                           unsigned long caller)
3490 {
3491         struct kmem_cache *cachep;
3492         void *ret;
3493
3494         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3495         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3496                 return cachep;
3497         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3498
3499         trace_kmalloc(caller, ret,
3500                       size, cachep->size, flags);
3501
3502         return ret;
3503 }
3504
3505 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3506 {
3507         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3510
3511 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3512 {
3513         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3514 }
3515 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3516
3517 /**
3518  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3519  * @cachep: The cache the allocation was from.
3520  * @objp: The previously allocated object.
3521  *
3522  * Free an object which was previously allocated from this
3523  * cache.
3524  */
3525 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3526 {
3527         unsigned long flags;
3528         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3529         if (!cachep)
3530                 return;
3531
3532         local_irq_save(flags);
3533         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3534         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3535                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3536         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3537         local_irq_restore(flags);
3538
3539         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3542
3543 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3544 {
3545         struct kmem_cache *s;
3546         size_t i;
3547
3548         local_irq_disable();
3549         for (i = 0; i < size; i++) {
3550                 void *objp = p[i];
3551
3552                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3553                         s = virt_to_cache(objp);
3554                 else
3555                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3556
3557                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3558                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3559                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3560
3561                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3562         }
3563         local_irq_enable();
3564
3565         /* FIXME: add tracing */
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3568
3569 /**
3570  * kfree - free previously allocated memory
3571  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3572  *
3573  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3574  *
3575  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3576  * or you will run into trouble.
3577  */
3578 void kfree(const void *objp)
3579 {
3580         struct kmem_cache *c;
3581         unsigned long flags;
3582
3583         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3584
3585         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3586                 return;
3587         local_irq_save(flags);
3588         kfree_debugcheck(objp);
3589         c = virt_to_cache(objp);
3590         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3591
3592         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3593         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3594         local_irq_restore(flags);
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3597
3598 /*
3599  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3600  */
3601 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3602 {
3603         int node;
3604         struct kmem_cache_node *n;
3605         struct array_cache *new_shared;
3606         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3607
3608         for_each_online_node(node) {
3609
3610                 if (use_alien_caches) {
3611                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3612                         if (!new_alien)
3613                                 goto fail;
3614                 }
3615
3616                 new_shared = NULL;
3617                 if (cachep->shared) {
3618                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3619                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3620                                         0xbaadf00d, gfp);
3621                         if (!new_shared) {
3622                                 free_alien_cache(new_alien);
3623                                 goto fail;
3624                         }
3625                 }
3626
3627                 n = get_node(cachep, node);
3628                 if (n) {
3629                         struct array_cache *shared = n->shared;
3630                         LIST_HEAD(list);
3631
3632                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3633
3634                         if (shared)
3635                                 free_block(cachep, shared->entry,
3636                                                 shared->avail, node, &list);
3637
3638                         n->shared = new_shared;
3639                         if (!n->alien) {
3640                                 n->alien = new_alien;
3641                                 new_alien = NULL;
3642                         }
3643                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3644                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3645                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3646                         slabs_destroy(cachep, &list);
3647                         kfree(shared);
3648                         free_alien_cache(new_alien);
3649                         continue;
3650                 }
3651                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3652                 if (!n) {
3653                         free_alien_cache(new_alien);
3654                         kfree(new_shared);
3655                         goto fail;
3656                 }
3657
3658                 kmem_cache_node_init(n);
3659                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3660                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3661                 n->shared = new_shared;
3662                 n->alien = new_alien;
3663                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3664                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3665                 cachep->node[node] = n;
3666         }
3667         return 0;
3668
3669 fail:
3670         if (!cachep->list.next) {
3671                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3672                 node--;
3673                 while (node >= 0) {
3674                         n = get_node(cachep, node);
3675                         if (n) {
3676                                 kfree(n->shared);
3677                                 free_alien_cache(n->alien);
3678                                 kfree(n);
3679                                 cachep->node[node] = NULL;
3680                         }
3681                         node--;
3682                 }
3683         }
3684         return -ENOMEM;
3685 }
3686
3687 /* Always called with the slab_mutex held */
3688 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3689                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3690 {
3691         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3692         int cpu;
3693
3694         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3695         if (!cpu_cache)
3696                 return -ENOMEM;
3697
3698         prev = cachep->cpu_cache;
3699         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3700         kick_all_cpus_sync();
3701
3702         check_irq_on();
3703         cachep->batchcount = batchcount;
3704         cachep->limit = limit;
3705         cachep->shared = shared;
3706
3707         if (!prev)
3708                 goto alloc_node;
3709
3710         for_each_online_cpu(cpu) {
3711                 LIST_HEAD(list);
3712                 int node;
3713                 struct kmem_cache_node *n;
3714                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3715
3716                 node = cpu_to_mem(cpu);
3717                 n = get_node(cachep, node);
3718                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3719                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3720                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3721                 slabs_destroy(cachep, &list);
3722         }
3723         free_percpu(prev);
3724
3725 alloc_node:
3726         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3727 }
3728
3729 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3730                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3731 {
3732         int ret;
3733         struct kmem_cache *c;
3734
3735         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3736
3737         if (slab_state < FULL)
3738                 return ret;
3739
3740         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3741                 return ret;
3742
3743         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3744         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3745                 /* return value determined by the root cache only */
3746                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3747         }
3748
3749         return ret;
3750 }
3751
3752 /* Called with slab_mutex held always */
3753 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3754 {
3755         int err;
3756         int limit = 0;
3757         int shared = 0;
3758         int batchcount = 0;
3759
3760         if (!is_root_cache(cachep)) {
3761                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3762                 limit = root->limit;
3763                 shared = root->shared;
3764                 batchcount = root->batchcount;
3765         }
3766
3767         if (limit && shared && batchcount)
3768                 goto skip_setup;
3769         /*
3770          * The head array serves three purposes:
3771          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3772          * - reduce the number of spinlock operations.
3773          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3774          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3775          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3776          * Bonwick.
3777          */
3778         if (cachep->size > 131072)
3779                 limit = 1;
3780         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3781                 limit = 8;
3782         else if (cachep->size > 1024)
3783                 limit = 24;
3784         else if (cachep->size > 256)
3785                 limit = 54;
3786         else
3787                 limit = 120;
3788
3789         /*
3790          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3791          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3792          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3793          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3794          * replaces Bonwick's magazine layer.
3795          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3796          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3797          */
3798         shared = 0;
3799         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3800                 shared = 8;
3801
3802 #if DEBUG
3803         /*
3804          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3805          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3806          */
3807         if (limit > 32)
3808                 limit = 32;
3809 #endif
3810         batchcount = (limit + 1) / 2;
3811 skip_setup:
3812         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3813         if (err)
3814                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3815                        cachep->name, -err);
3816         return err;
3817 }
3818
3819 /*
3820  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3821  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3822  * if drain_array() is used on the shared array.
3823  */
3824 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3825                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3826 {
3827         LIST_HEAD(list);
3828         int tofree;
3829
3830         if (!ac || !ac->avail)
3831                 return;
3832         if (ac->touched && !force) {
3833                 ac->touched = 0;
3834         } else {
3835                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3836                 if (ac->avail) {
3837                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3838                         if (tofree > ac->avail)
3839                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3840                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3841                         ac->avail -= tofree;
3842                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3843                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3844                 }
3845                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3846                 slabs_destroy(cachep, &list);
3847         }
3848 }
3849
3850 /**
3851  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3852  * @w: work descriptor
3853  *
3854  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3855  * Purpose:
3856  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3857  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3858  *
3859  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3860  * again on the next iteration.
3861  */
3862 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3863 {
3864         struct kmem_cache *searchp;
3865         struct kmem_cache_node *n;
3866         int node = numa_mem_id();
3867         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3868
3869         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3870                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3871                 goto out;
3872
3873         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3874                 check_irq_on();
3875
3876                 /*
3877                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3878                  * have established with reasonable certainty that
3879                  * we can do some work if the lock was obtained.
3880                  */
3881                 n = get_node(searchp, node);
3882
3883                 reap_alien(searchp, n);
3884
3885                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3886
3887                 /*
3888                  * These are racy checks but it does not matter
3889                  * if we skip one check or scan twice.
3890                  */
3891                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3892                         goto next;
3893
3894                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3895
3896                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3897
3898                 if (n->free_touched)
3899                         n->free_touched = 0;
3900                 else {
3901                         int freed;
3902
3903                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3904                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3905                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3906                 }
3907 next:
3908                 cond_resched();
3909         }
3910         check_irq_on();
3911         mutex_unlock(&slab_mutex);
3912         next_reap_node();
3913 out:
3914         /* Set up the next iteration */
3915         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3916 }
3917
3918 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3919 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3920 {
3921         struct page *page;
3922         unsigned long active_objs;
3923         unsigned long num_objs;
3924         unsigned long active_slabs = 0;
3925         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3926         const char *name;
3927         char *error = NULL;
3928         int node;
3929         struct kmem_cache_node *n;
3930
3931         active_objs = 0;
3932         num_slabs = 0;
3933         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3934
3935                 check_irq_on();
3936                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3937
3938                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3939                         if (page->active != cachep->num && !error)
3940                                 error = "slabs_full accounting error";
3941                         active_objs += cachep->num;
3942                         active_slabs++;
3943                 }
3944                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3945                         if (page->active == cachep->num && !error)
3946                                 error = "slabs_partial accounting error";
3947                         if (!page->active && !error)
3948                                 error = "slabs_partial accounting error";
3949                         active_objs += page->active;
3950                         active_slabs++;
3951                 }
3952                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3953                         if (page->active && !error)
3954                                 error = "slabs_free accounting error";
3955                         num_slabs++;
3956                 }
3957                 free_objects += n->free_objects;
3958                 if (n->shared)
3959                         shared_avail += n->shared->avail;
3960
3961                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3962         }
3963         num_slabs += active_slabs;
3964         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3965         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3966                 error = "free_objects accounting error";
3967
3968         name = cachep->name;
3969         if (error)
3970                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3971
3972         sinfo->active_objs = active_objs;
3973         sinfo->num_objs = num_objs;
3974         sinfo->active_slabs = active_slabs;
3975         sinfo->num_slabs = num_slabs;
3976         sinfo->shared_avail = shared_avail;
3977         sinfo->limit = cachep->limit;
3978         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
3979         sinfo->shared = cachep->shared;
3980         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
3981         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
3982 }
3983
3984 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
3985 {
3986 #if STATS
3987         {                       /* node stats */
3988                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3989                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3990                 unsigned long grown = cachep->grown;
3991                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3992                 unsigned long errors = cachep->errors;
3993                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3994                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3995                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3996                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3997
3998                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
3999                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4000                            allocs, high, grown,
4001                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4002                            node_frees, overflows);
4003         }
4004         /* cpu stats */
4005         {
4006                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4007                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4008                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4009                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4010
4011                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4012                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4013         }
4014 #endif
4015 }
4016
4017 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4018 /**
4019  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4020  * @file: unused
4021  * @buffer: user buffer
4022  * @count: data length
4023  * @ppos: unused
4024  */
4025 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4026                        size_t count, loff_t *ppos)
4027 {
4028         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4029         int limit, batchcount, shared, res;
4030         struct kmem_cache *cachep;
4031
4032         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4033                 return -EINVAL;
4034         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4035                 return -EFAULT;
4036         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4037
4038         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4039         if (!tmp)
4040                 return -EINVAL;
4041         *tmp = '\0';
4042         tmp++;
4043         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4044                 return -EINVAL;
4045
4046         /* Find the cache in the chain of caches. */
4047         mutex_lock(&slab_mutex);
4048         res = -EINVAL;
4049         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4050                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4051                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4052                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4053                                 res = 0;
4054                         } else {
4055                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4056                                                        batchcount, shared,
4057                                                        GFP_KERNEL);
4058                         }
4059                         break;
4060                 }
4061         }
4062         mutex_unlock(&slab_mutex);
4063         if (res >= 0)
4064                 res = count;
4065         return res;
4066 }
4067
4068 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4069
4070 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4071 {
4072         unsigned long *p;
4073         int l;
4074         if (!v)
4075                 return 1;
4076         l = n[1];
4077         p = n + 2;
4078         while (l) {
4079                 int i = l/2;
4080                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4081                 if (*q == v) {
4082                         q[1]++;
4083                         return 1;
4084                 }
4085                 if (*q > v) {
4086                         l = i;
4087                 } else {
4088                         p = q + 2;
4089                         l -= i + 1;
4090                 }
4091         }
4092         if (++n[1] == n[0])
4093                 return 0;
4094         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4095         p[0] = v;
4096         p[1] = 1;
4097         return 1;
4098 }
4099
4100 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4101                                                 struct page *page)
4102 {
4103         void *p;
4104         int i, j;
4105         unsigned long v;
4106
4107         if (n[0] == n[1])
4108                 return;
4109         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4110                 bool active = true;
4111
4112                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4113                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4114                                 active = false;
4115                                 break;
4116                         }
4117                 }
4118
4119                 if (!active)
4120                         continue;
4121
4122                 /*
4123                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4124                  * mapping is established when actual object allocation and
4125                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4126                  * cache.
4127                  */
4128                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4129                         continue;
4130
4131                 if (!add_caller(n, v))
4132                         return;
4133         }
4134 }
4135
4136 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4137 {
4138 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4139         unsigned long offset, size;
4140         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4141
4142         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4143                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4144                 if (modname[0])
4145                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4146                 return;
4147         }
4148 #endif
4149         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4150 }
4151
4152 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4153 {
4154         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4155         struct page *page;
4156         struct kmem_cache_node *n;
4157         const char *name;
4158         unsigned long *x = m->private;
4159         int node;
4160         int i;
4161
4162         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4163                 return 0;
4164         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4165                 return 0;
4166
4167         /*
4168          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4169          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4170          * during the processing, information would be wrong so restart
4171          * whole processing.
4172          */
4173         do {
4174                 set_store_user_clean(cachep);
4175                 drain_cpu_caches(cachep);
4176
4177                 x[1] = 0;
4178
4179                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4180
4181                         check_irq_on();
4182                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4183
4184                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4185                                 handle_slab(x, cachep, page);
4186                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4187                                 handle_slab(x, cachep, page);
4188                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4189                 }
4190         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4191
4192         name = cachep->name;
4193         if (x[0] == x[1]) {
4194                 /* Increase the buffer size */
4195                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4196                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4197                 if (!m->private) {
4198                         /* Too bad, we are really out */
4199                         m->private = x;
4200                         mutex_lock(&slab_mutex);
4201                         return -ENOMEM;
4202                 }
4203                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4204                 kfree(x);
4205                 mutex_lock(&slab_mutex);
4206                 /* Now make sure this entry will be retried */
4207                 m->count = m->size;
4208                 return 0;
4209         }
4210         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4211                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4212                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4213                 seq_putc(m, '\n');
4214         }
4215
4216         return 0;
4217 }
4218
4219 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4220         .start = slab_start,
4221         .next = slab_next,
4222         .stop = slab_stop,
4223         .show = leaks_show,
4224 };
4225
4226 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4227 {
4228         unsigned long *n;
4229
4230         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4231         if (!n)
4232                 return -ENOMEM;
4233
4234         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4240         .open           = slabstats_open,
4241         .read           = seq_read,
4242         .llseek         = seq_lseek,
4243         .release        = seq_release_private,
4244 };
4245 #endif
4246
4247 static int __init slab_proc_init(void)
4248 {
4249 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4250         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4251 #endif
4252         return 0;
4253 }
4254 module_init(slab_proc_init);
4255 #endif
4256
4257 /**
4258  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4259  * @objp: Pointer to the object
4260  *
4261  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4262  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4263  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4264  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4265  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4266  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4267  * must not be freed during the duration of the call.
4268  */
4269 size_t ksize(const void *objp)
4270 {
4271         BUG_ON(!objp);
4272         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4273                 return 0;
4274
4275         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4276 }
4277 EXPORT_SYMBOL(ksize);