e558f8593a22529a0abb1954e03060817a4ce0a6
[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  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
427
428 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
431 }
432
433 /*
434  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
435  */
436 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over)
438 {
439         unsigned int num;
440         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
441
442         /*
443          * The slab management structure can be either off the slab or
444          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
445          * slab is used for:
446          *
447          * - @buffer_size bytes for each object
448          * - One freelist_idx_t for each object
449          *
450          * We don't need to consider alignment of freelist because
451          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
452          * at the correct alignment.
453          *
454          * If the slab management structure is off the slab, then the
455          * alignment will already be calculated into the size. Because
456          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
457          * correct alignment when allocated.
458          */
459         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
460                 num = slab_size / buffer_size;
461                 *left_over = slab_size % buffer_size;
462         } else {
463                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464                 *left_over = slab_size %
465                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
466         }
467
468         return num;
469 }
470
471 #if DEBUG
472 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
473
474 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
475                         char *msg)
476 {
477         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
478                function, cachep->name, msg);
479         dump_stack();
480         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
481 }
482 #endif
483
484 /*
485  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
486  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
487  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
488  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
489  * line
490   */
491
492 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
493 static int __init noaliencache_setup(char *s)
494 {
495         use_alien_caches = 0;
496         return 1;
497 }
498 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
499
500 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
501 {
502         get_option(&str, &slab_max_order);
503         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
504                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
505         slab_max_order_set = true;
506
507         return 1;
508 }
509 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
510
511 #ifdef CONFIG_NUMA
512 /*
513  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
514  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
515  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
516  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
517  */
518 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
519
520 static void init_reap_node(int cpu)
521 {
522         int node;
523
524         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
525         if (node == MAX_NUMNODES)
526                 node = first_node(node_online_map);
527
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
529 }
530
531 static void next_reap_node(void)
532 {
533         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
534
535         node = next_node(node, node_online_map);
536         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
537                 node = first_node(node_online_map);
538         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
539 }
540
541 #else
542 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
543 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
544 #endif
545
546 /*
547  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
548  * via the workqueue/eventd.
549  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
550  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
551  * lock.
552  */
553 static void start_cpu_timer(int cpu)
554 {
555         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
556
557         /*
558          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
559          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
560          * at that time.
561          */
562         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
563                 init_reap_node(cpu);
564                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
565                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
566                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
567         }
568 }
569
570 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
571 {
572         /*
573          * The array_cache structures contain pointers to free object.
574          * However, when such objects are allocated or transferred to another
575          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
576          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
577          * not scan such objects.
578          */
579         kmemleak_no_scan(ac);
580         if (ac) {
581                 ac->avail = 0;
582                 ac->limit = limit;
583                 ac->batchcount = batch;
584                 ac->touched = 0;
585         }
586 }
587
588 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
589                                             int batchcount, gfp_t gfp)
590 {
591         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
592         struct array_cache *ac = NULL;
593
594         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
595         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
596         return ac;
597 }
598
599 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
600                                         struct page *page, void *objp)
601 {
602         struct kmem_cache_node *n;
603         int page_node;
604         LIST_HEAD(list);
605
606         page_node = page_to_nid(page);
607         n = get_node(cachep, page_node);
608
609         spin_lock(&n->list_lock);
610         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
611         spin_unlock(&n->list_lock);
612
613         slabs_destroy(cachep, &list);
614 }
615
616 /*
617  * Transfer objects in one arraycache to another.
618  * Locking must be handled by the caller.
619  *
620  * Return the number of entries transferred.
621  */
622 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
623                 struct array_cache *from, unsigned int max)
624 {
625         /* Figure out how many entries to transfer */
626         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
627
628         if (!nr)
629                 return 0;
630
631         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
632                         sizeof(void *) *nr);
633
634         from->avail -= nr;
635         to->avail += nr;
636         return nr;
637 }
638
639 #ifndef CONFIG_NUMA
640
641 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
642 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
643
644 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
645                                                 int limit, gfp_t gfp)
646 {
647         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
648 }
649
650 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
651 {
652 }
653
654 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
655 {
656         return 0;
657 }
658
659 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
660                 gfp_t flags)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
666                  gfp_t flags, int nodeid)
667 {
668         return NULL;
669 }
670
671 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
672 {
673         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
674 }
675
676 #else   /* CONFIG_NUMA */
677
678 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
679 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
680
681 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
682                                                 int batch, gfp_t gfp)
683 {
684         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
685         struct alien_cache *alc = NULL;
686
687         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
688         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
689         spin_lock_init(&alc->lock);
690         return alc;
691 }
692
693 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
694 {
695         struct alien_cache **alc_ptr;
696         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
697         int i;
698
699         if (limit > 1)
700                 limit = 12;
701         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
702         if (!alc_ptr)
703                 return NULL;
704
705         for_each_node(i) {
706                 if (i == node || !node_online(i))
707                         continue;
708                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
709                 if (!alc_ptr[i]) {
710                         for (i--; i >= 0; i--)
711                                 kfree(alc_ptr[i]);
712                         kfree(alc_ptr);
713                         return NULL;
714                 }
715         }
716         return alc_ptr;
717 }
718
719 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
720 {
721         int i;
722
723         if (!alc_ptr)
724                 return;
725         for_each_node(i)
726             kfree(alc_ptr[i]);
727         kfree(alc_ptr);
728 }
729
730 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
731                                 struct array_cache *ac, int node,
732                                 struct list_head *list)
733 {
734         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
735
736         if (ac->avail) {
737                 spin_lock(&n->list_lock);
738                 /*
739                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
740                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
741                  * into the free lists and getting them back later.
742                  */
743                 if (n->shared)
744                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
745
746                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
747                 ac->avail = 0;
748                 spin_unlock(&n->list_lock);
749         }
750 }
751
752 /*
753  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
754  */
755 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
756 {
757         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
758
759         if (n->alien) {
760                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
761                 struct array_cache *ac;
762
763                 if (alc) {
764                         ac = &alc->ac;
765                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
766                                 LIST_HEAD(list);
767
768                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
769                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
770                                 slabs_destroy(cachep, &list);
771                         }
772                 }
773         }
774 }
775
776 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
777                                 struct alien_cache **alien)
778 {
779         int i = 0;
780         struct alien_cache *alc;
781         struct array_cache *ac;
782         unsigned long flags;
783
784         for_each_online_node(i) {
785                 alc = alien[i];
786                 if (alc) {
787                         LIST_HEAD(list);
788
789                         ac = &alc->ac;
790                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
791                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
792                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
793                         slabs_destroy(cachep, &list);
794                 }
795         }
796 }
797
798 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
799                                 int node, int page_node)
800 {
801         struct kmem_cache_node *n;
802         struct alien_cache *alien = NULL;
803         struct array_cache *ac;
804         LIST_HEAD(list);
805
806         n = get_node(cachep, node);
807         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
808         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
809                 alien = n->alien[page_node];
810                 ac = &alien->ac;
811                 spin_lock(&alien->lock);
812                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
813                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
814                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
815                 }
816                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
817                 spin_unlock(&alien->lock);
818                 slabs_destroy(cachep, &list);
819         } else {
820                 n = get_node(cachep, page_node);
821                 spin_lock(&n->list_lock);
822                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
823                 spin_unlock(&n->list_lock);
824                 slabs_destroy(cachep, &list);
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
830 {
831         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
832         int node = numa_mem_id();
833         /*
834          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
835          * cache on this cpu.
836          */
837         if (likely(node == page_node))
838                 return 0;
839
840         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
841 }
842
843 /*
844  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
845  * warn about failures.
846  */
847 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
848 {
849         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
850 }
851 #endif
852
853 /*
854  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
855  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
856  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
857  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
858  * already in use.
859  *
860  * Must hold slab_mutex.
861  */
862 static int init_cache_node_node(int node)
863 {
864         struct kmem_cache *cachep;
865         struct kmem_cache_node *n;
866         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
867
868         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
869                 /*
870                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
871                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
872                  * node has not already allocated this
873                  */
874                 n = get_node(cachep, node);
875                 if (!n) {
876                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
877                         if (!n)
878                                 return -ENOMEM;
879                         kmem_cache_node_init(n);
880                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
881                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
882
883                         /*
884                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
885                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
886                          * protection here.
887                          */
888                         cachep->node[node] = n;
889                 }
890
891                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
892                 n->free_limit =
893                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
894                         cachep->batchcount + cachep->num;
895                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
896         }
897         return 0;
898 }
899
900 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
901                                                 struct kmem_cache_node *n)
902 {
903         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
904 }
905
906 static void cpuup_canceled(long cpu)
907 {
908         struct kmem_cache *cachep;
909         struct kmem_cache_node *n = NULL;
910         int node = cpu_to_mem(cpu);
911         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
912
913         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
914                 struct array_cache *nc;
915                 struct array_cache *shared;
916                 struct alien_cache **alien;
917                 LIST_HEAD(list);
918
919                 n = get_node(cachep, node);
920                 if (!n)
921                         continue;
922
923                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
924
925                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
926                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
927
928                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
929                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
930                 if (nc) {
931                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
932                         nc->avail = 0;
933                 }
934
935                 if (!cpumask_empty(mask)) {
936                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
937                         goto free_slab;
938                 }
939
940                 shared = n->shared;
941                 if (shared) {
942                         free_block(cachep, shared->entry,
943                                    shared->avail, node, &list);
944                         n->shared = NULL;
945                 }
946
947                 alien = n->alien;
948                 n->alien = NULL;
949
950                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
951
952                 kfree(shared);
953                 if (alien) {
954                         drain_alien_cache(cachep, alien);
955                         free_alien_cache(alien);
956                 }
957
958 free_slab:
959                 slabs_destroy(cachep, &list);
960         }
961         /*
962          * In the previous loop, all the objects were freed to
963          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
964          * shrink each nodelist to its limit.
965          */
966         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
967                 n = get_node(cachep, node);
968                 if (!n)
969                         continue;
970                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
971         }
972 }
973
974 static int cpuup_prepare(long cpu)
975 {
976         struct kmem_cache *cachep;
977         struct kmem_cache_node *n = NULL;
978         int node = cpu_to_mem(cpu);
979         int err;
980
981         /*
982          * We need to do this right in the beginning since
983          * alloc_arraycache's are going to use this list.
984          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
985          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
986          */
987         err = init_cache_node_node(node);
988         if (err < 0)
989                 goto bad;
990
991         /*
992          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
993          * array caches
994          */
995         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
996                 struct array_cache *shared = NULL;
997                 struct alien_cache **alien = NULL;
998
999                 if (cachep->shared) {
1000                         shared = alloc_arraycache(node,
1001                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1002                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1003                         if (!shared)
1004                                 goto bad;
1005                 }
1006                 if (use_alien_caches) {
1007                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1008                         if (!alien) {
1009                                 kfree(shared);
1010                                 goto bad;
1011                         }
1012                 }
1013                 n = get_node(cachep, node);
1014                 BUG_ON(!n);
1015
1016                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1017                 if (!n->shared) {
1018                         /*
1019                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1020                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1021                          */
1022                         n->shared = shared;
1023                         shared = NULL;
1024                 }
1025 #ifdef CONFIG_NUMA
1026                 if (!n->alien) {
1027                         n->alien = alien;
1028                         alien = NULL;
1029                 }
1030 #endif
1031                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1032                 kfree(shared);
1033                 free_alien_cache(alien);
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 bad:
1038         cpuup_canceled(cpu);
1039         return -ENOMEM;
1040 }
1041
1042 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1043                                     unsigned long action, void *hcpu)
1044 {
1045         long cpu = (long)hcpu;
1046         int err = 0;
1047
1048         switch (action) {
1049         case CPU_UP_PREPARE:
1050         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1051                 mutex_lock(&slab_mutex);
1052                 err = cpuup_prepare(cpu);
1053                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1054                 break;
1055         case CPU_ONLINE:
1056         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1057                 start_cpu_timer(cpu);
1058                 break;
1059 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1060         case CPU_DOWN_PREPARE:
1061         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1062                 /*
1063                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1064                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1065                  * anything expensive but will only modify reap_work
1066                  * and reschedule the timer.
1067                 */
1068                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1069                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1070                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1071                 break;
1072         case CPU_DOWN_FAILED:
1073         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1074                 start_cpu_timer(cpu);
1075                 break;
1076         case CPU_DEAD:
1077         case CPU_DEAD_FROZEN:
1078                 /*
1079                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1080                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1081                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1082                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1083                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1084                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1085                  */
1086                 /* fall through */
1087 #endif
1088         case CPU_UP_CANCELED:
1089         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1090                 mutex_lock(&slab_mutex);
1091                 cpuup_canceled(cpu);
1092                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1093                 break;
1094         }
1095         return notifier_from_errno(err);
1096 }
1097
1098 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1099         &cpuup_callback, NULL, 0
1100 };
1101
1102 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1103 /*
1104  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1105  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1106  * removed.
1107  *
1108  * Must hold slab_mutex.
1109  */
1110 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1111 {
1112         struct kmem_cache *cachep;
1113         int ret = 0;
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1116                 struct kmem_cache_node *n;
1117
1118                 n = get_node(cachep, node);
1119                 if (!n)
1120                         continue;
1121
1122                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1123
1124                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1125                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1126                         ret = -EBUSY;
1127                         break;
1128                 }
1129         }
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1134                                         unsigned long action, void *arg)
1135 {
1136         struct memory_notify *mnb = arg;
1137         int ret = 0;
1138         int nid;
1139
1140         nid = mnb->status_change_nid;
1141         if (nid < 0)
1142                 goto out;
1143
1144         switch (action) {
1145         case MEM_GOING_ONLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = init_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_GOING_OFFLINE:
1151                 mutex_lock(&slab_mutex);
1152                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1153                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1154                 break;
1155         case MEM_ONLINE:
1156         case MEM_OFFLINE:
1157         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1158         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1159                 break;
1160         }
1161 out:
1162         return notifier_from_errno(ret);
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1165
1166 /*
1167  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1168  */
1169 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1170                                 int nodeid)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *ptr;
1173
1174         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1175         BUG_ON(!ptr);
1176
1177         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1178         /*
1179          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1180          */
1181         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1182
1183         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1184         cachep->node[nodeid] = ptr;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1189  * size of kmem_cache_node.
1190  */
1191 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1192 {
1193         int node;
1194
1195         for_each_online_node(node) {
1196                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1197                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1198                     REAPTIMEOUT_NODE +
1199                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1200         }
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1205  * before smp_init().
1206  */
1207 void __init kmem_cache_init(void)
1208 {
1209         int i;
1210
1211         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1212                                         sizeof(struct rcu_head));
1213         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1214
1215         if (num_possible_nodes() == 1)
1216                 use_alien_caches = 0;
1217
1218         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1219                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1220
1221         /*
1222          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1223          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1224          * not overridden on the command line.
1225          */
1226         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1227                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1228
1229         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1230          * from caches that do not exist yet:
1231          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1232          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1233          *    kmem_cache is statically allocated.
1234          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1235          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1236          *    array at the end of the bootstrap.
1237          * 2) Create the first kmalloc cache.
1238          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1239          *    An __init data area is used for the head array.
1240          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1241          *    head arrays.
1242          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1243          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1244          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1245          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1246          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1247          */
1248
1249         /* 1) create the kmem_cache */
1250
1251         /*
1252          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1253          */
1254         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1255                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1256                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1257                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1258         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1259         slab_state = PARTIAL;
1260
1261         /*
1262          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1263          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1264          */
1265         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1266                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1267         slab_state = PARTIAL_NODE;
1268         setup_kmalloc_cache_index_table();
1269
1270         slab_early_init = 0;
1271
1272         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1273         {
1274                 int nid;
1275
1276                 for_each_online_node(nid) {
1277                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1278
1279                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1280                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1281                 }
1282         }
1283
1284         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1285 }
1286
1287 void __init kmem_cache_init_late(void)
1288 {
1289         struct kmem_cache *cachep;
1290
1291         slab_state = UP;
1292
1293         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1294         mutex_lock(&slab_mutex);
1295         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1296                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1297                         BUG();
1298         mutex_unlock(&slab_mutex);
1299
1300         /* Done! */
1301         slab_state = FULL;
1302
1303         /*
1304          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1305          * cpu_cache_get for all new cpus
1306          */
1307         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1308
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310         /*
1311          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1312          * node.
1313          */
1314         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1315 #endif
1316
1317         /*
1318          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1319          * of the kernel is not yet operational.
1320          */
1321 }
1322
1323 static int __init cpucache_init(void)
1324 {
1325         int cpu;
1326
1327         /*
1328          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1329          */
1330         for_each_online_cpu(cpu)
1331                 start_cpu_timer(cpu);
1332
1333         /* Done! */
1334         slab_state = FULL;
1335         return 0;
1336 }
1337 __initcall(cpucache_init);
1338
1339 static noinline void
1340 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1341 {
1342 #if DEBUG
1343         struct kmem_cache_node *n;
1344         struct page *page;
1345         unsigned long flags;
1346         int node;
1347         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1348                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1349
1350         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1351                 return;
1352
1353         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1354                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1355         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1356                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1357
1358         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1359                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1360                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1364                         active_objs += cachep->num;
1365                         active_slabs++;
1366                 }
1367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1368                         active_objs += page->active;
1369                         active_slabs++;
1370                 }
1371                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1372                         num_slabs++;
1373
1374                 free_objects += n->free_objects;
1375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1376
1377                 num_slabs += active_slabs;
1378                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1379                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1380                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1381                         free_objects);
1382         }
1383 #endif
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1388  * kmem_cache_node ->list_lock.
1389  *
1390  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1391  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1392  * would be relatively rare and ignorable.
1393  */
1394 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1395                                                                 int nodeid)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         int nr_pages;
1399
1400         flags |= cachep->allocflags;
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1403
1404         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1405         if (!page) {
1406                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1411                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1416         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1417                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1418                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1419         else
1420                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1421                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1422
1423         __SetPageSlab(page);
1424         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1425         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1426                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1427
1428         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1429                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1430
1431                 if (cachep->ctor)
1432                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1433                 else
1434                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1435         }
1436
1437         return page;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1444 {
1445         int order = cachep->gfporder;
1446         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1447
1448         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1449
1450         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1451                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1452                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1453         else
1454                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1455                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1456
1457         BUG_ON(!PageSlab(page));
1458         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1459         __ClearPageSlab(page);
1460         page_mapcount_reset(page);
1461         page->mapping = NULL;
1462
1463         if (current->reclaim_state)
1464                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1465         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1466         __free_pages(page, order);
1467 }
1468
1469 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         struct page *page;
1473
1474         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1475         cachep = page->slab_cache;
1476
1477         kmem_freepages(cachep, page);
1478 }
1479
1480 #if DEBUG
1481 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1482 {
1483         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1484                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1485                 return true;
1486
1487         return false;
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1491 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1492                             unsigned long caller)
1493 {
1494         int size = cachep->object_size;
1495
1496         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1497
1498         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1499                 return;
1500
1501         *addr++ = 0x12345678;
1502         *addr++ = caller;
1503         *addr++ = smp_processor_id();
1504         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1505         {
1506                 unsigned long *sptr = &caller;
1507                 unsigned long svalue;
1508
1509                 while (!kstack_end(sptr)) {
1510                         svalue = *sptr++;
1511                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1512                                 *addr++ = svalue;
1513                                 size -= sizeof(unsigned long);
1514                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1515                                         break;
1516                         }
1517                 }
1518
1519         }
1520         *addr++ = 0x87654321;
1521 }
1522
1523 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1524                                 int map, unsigned long caller)
1525 {
1526         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1527                 return;
1528
1529         if (caller)
1530                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1531
1532         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1533 }
1534
1535 #else
1536 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1537                                 int map, unsigned long caller) {}
1538
1539 #endif
1540
1541 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1542 {
1543         int size = cachep->object_size;
1544         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1545
1546         memset(addr, val, size);
1547         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1548 }
1549
1550 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1551 {
1552         int i;
1553         unsigned char error = 0;
1554         int bad_count = 0;
1555
1556         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1557         for (i = 0; i < limit; i++) {
1558                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1559                         error = data[offset + i];
1560                         bad_count++;
1561                 }
1562         }
1563         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1564                         &data[offset], limit, 1);
1565
1566         if (bad_count == 1) {
1567                 error ^= POISON_FREE;
1568                 if (!(error & (error - 1))) {
1569                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1570 #ifdef CONFIG_X86
1571                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1572 #else
1573                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1574 #endif
1575                 }
1576         }
1577 }
1578 #endif
1579
1580 #if DEBUG
1581
1582 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1583 {
1584         int i, size;
1585         char *realobj;
1586
1587         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1588                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1589                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1590                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1591         }
1592
1593         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1594                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1595                        *dbg_userword(cachep, objp),
1596                        *dbg_userword(cachep, objp));
1597         }
1598         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1599         size = cachep->object_size;
1600         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1601                 int limit;
1602                 limit = 16;
1603                 if (i + limit > size)
1604                         limit = size - i;
1605                 dump_line(realobj, i, limit);
1606         }
1607 }
1608
1609 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1610 {
1611         char *realobj;
1612         int size, i;
1613         int lines = 0;
1614
1615         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1616                 return;
1617
1618         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1619         size = cachep->object_size;
1620
1621         for (i = 0; i < size; i++) {
1622                 char exp = POISON_FREE;
1623                 if (i == size - 1)
1624                         exp = POISON_END;
1625                 if (realobj[i] != exp) {
1626                         int limit;
1627                         /* Mismatch ! */
1628                         /* Print header */
1629                         if (lines == 0) {
1630                                 printk(KERN_ERR
1631                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1632                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1633                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1634                         }
1635                         /* Hexdump the affected line */
1636                         i = (i / 16) * 16;
1637                         limit = 16;
1638                         if (i + limit > size)
1639                                 limit = size - i;
1640                         dump_line(realobj, i, limit);
1641                         i += 16;
1642                         lines++;
1643                         /* Limit to 5 lines */
1644                         if (lines > 5)
1645                                 break;
1646                 }
1647         }
1648         if (lines != 0) {
1649                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1650                  * exist:
1651                  */
1652                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1653                 unsigned int objnr;
1654
1655                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1656                 if (objnr) {
1657                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1658                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1659                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1660                                realobj, size);
1661                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1662                 }
1663                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1664                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1665                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1666                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1667                                realobj, size);
1668                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1669                 }
1670         }
1671 }
1672 #endif
1673
1674 #if DEBUG
1675 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1676                                                 struct page *page)
1677 {
1678         int i;
1679
1680         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1681                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1682                         POISON_FREE);
1683         }
1684
1685         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1686                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1687
1688                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1689                         check_poison_obj(cachep, objp);
1690                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1691                 }
1692                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1693                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1694                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1695                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1696                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1697                 }
1698         }
1699 }
1700 #else
1701 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1702                                                 struct page *page)
1703 {
1704 }
1705 #endif
1706
1707 /**
1708  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1709  * @cachep: cache pointer being destroyed
1710  * @page: page pointer being destroyed
1711  *
1712  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1713  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1714  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1715  */
1716 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1717 {
1718         void *freelist;
1719
1720         freelist = page->freelist;
1721         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1722         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1723                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1724         else
1725                 kmem_freepages(cachep, page);
1726
1727         /*
1728          * From now on, we don't use freelist
1729          * although actual page can be freed in rcu context
1730          */
1731         if (OFF_SLAB(cachep))
1732                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1733 }
1734
1735 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1736 {
1737         struct page *page, *n;
1738
1739         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1740                 list_del(&page->lru);
1741                 slab_destroy(cachep, page);
1742         }
1743 }
1744
1745 /**
1746  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1747  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1748  * @size: size of objects to be created in this cache.
1749  * @flags: slab allocation flags
1750  *
1751  * Also calculates the number of objects per slab.
1752  *
1753  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1754  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1755  * towards high-order requests, this should be changed.
1756  */
1757 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1758                                 size_t size, unsigned long flags)
1759 {
1760         size_t left_over = 0;
1761         int gfporder;
1762
1763         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1764                 unsigned int num;
1765                 size_t remainder;
1766
1767                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1768                 if (!num)
1769                         continue;
1770
1771                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1772                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1773                         break;
1774
1775                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1776                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1777                         size_t freelist_size;
1778
1779                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1780                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1781                         if (!freelist_cache)
1782                                 continue;
1783
1784                         /*
1785                          * Needed to avoid possible looping condition
1786                          * in cache_grow()
1787                          */
1788                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1789                                 continue;
1790
1791                         /* check if off slab has enough benefit */
1792                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1793                                 continue;
1794                 }
1795
1796                 /* Found something acceptable - save it away */
1797                 cachep->num = num;
1798                 cachep->gfporder = gfporder;
1799                 left_over = remainder;
1800
1801                 /*
1802                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1803                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1804                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1805                  */
1806                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1807                         break;
1808
1809                 /*
1810                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1811                  * currently bad for the gfp()s.
1812                  */
1813                 if (gfporder >= slab_max_order)
1814                         break;
1815
1816                 /*
1817                  * Acceptable internal fragmentation?
1818                  */
1819                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1820                         break;
1821         }
1822         return left_over;
1823 }
1824
1825 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1826                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1827 {
1828         int cpu;
1829         size_t size;
1830         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1831
1832         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1833         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1834
1835         if (!cpu_cache)
1836                 return NULL;
1837
1838         for_each_possible_cpu(cpu) {
1839                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1840                                 entries, batchcount);
1841         }
1842
1843         return cpu_cache;
1844 }
1845
1846 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1847 {
1848         if (slab_state >= FULL)
1849                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1850
1851         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1852         if (!cachep->cpu_cache)
1853                 return 1;
1854
1855         if (slab_state == DOWN) {
1856                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1857                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1858         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1859                 /* For kmem_cache_node */
1860                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1861         } else {
1862                 int node;
1863
1864                 for_each_online_node(node) {
1865                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1866                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1867                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1868                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1869                 }
1870         }
1871
1872         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1873                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1874                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1875
1876         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1877         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1878         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1879         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1880         cachep->batchcount = 1;
1881         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1882         return 0;
1883 }
1884
1885 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1886         unsigned long flags, const char *name,
1887         void (*ctor)(void *))
1888 {
1889         return flags;
1890 }
1891
1892 struct kmem_cache *
1893 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1894                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1895 {
1896         struct kmem_cache *cachep;
1897
1898         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1899         if (cachep) {
1900                 cachep->refcount++;
1901
1902                 /*
1903                  * Adjust the object sizes so that we clear
1904                  * the complete object on kzalloc.
1905                  */
1906                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1907         }
1908         return cachep;
1909 }
1910
1911 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1912                         size_t size, unsigned long flags)
1913 {
1914         size_t left;
1915
1916         cachep->num = 0;
1917
1918         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1919                 return false;
1920
1921         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1922                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1923         if (!cachep->num)
1924                 return false;
1925
1926         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1927                 return false;
1928
1929         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1930
1931         return true;
1932 }
1933
1934 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1935                         size_t size, unsigned long flags)
1936 {
1937         size_t left;
1938
1939         cachep->num = 0;
1940
1941         /*
1942          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1943          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1944          */
1945         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1946                 return false;
1947
1948         /*
1949          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1950          * off-slab (should allow better packing of objs).
1951          */
1952         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1953         if (!cachep->num)
1954                 return false;
1955
1956         /*
1957          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1958          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1959          */
1960         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1961                 return false;
1962
1963         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1964
1965         return true;
1966 }
1967
1968 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1969                         size_t size, unsigned long flags)
1970 {
1971         size_t left;
1972
1973         cachep->num = 0;
1974
1975         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1976         if (!cachep->num)
1977                 return false;
1978
1979         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1980
1981         return true;
1982 }
1983
1984 /**
1985  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1986  * @cachep: cache management descriptor
1987  * @flags: SLAB flags
1988  *
1989  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1990  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1991  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1992  *
1993  * The flags are
1994  *
1995  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1996  * to catch references to uninitialised memory.
1997  *
1998  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1999  * for buffer overruns.
2000  *
2001  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2002  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2003  * as davem.
2004  */
2005 int
2006 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2007 {
2008         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2009         gfp_t gfp;
2010         int err;
2011         size_t size = cachep->size;
2012
2013 #if DEBUG
2014 #if FORCED_DEBUG
2015         /*
2016          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2017          * large objects, if the increased size would increase the object size
2018          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2019          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2020          */
2021         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2022                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2023                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2024         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2025                 flags |= SLAB_POISON;
2026 #endif
2027 #endif
2028
2029         /*
2030          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2031          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2032          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2033          */
2034         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2035                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2036                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2037         }
2038
2039         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2040                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2041                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2042                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2043                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2044                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2045         }
2046
2047         /* 3) caller mandated alignment */
2048         if (ralign < cachep->align) {
2049                 ralign = cachep->align;
2050         }
2051         /* disable debug if necessary */
2052         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2053                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2054         /*
2055          * 4) Store it.
2056          */
2057         cachep->align = ralign;
2058         cachep->colour_off = cache_line_size();
2059         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2060         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2061                 cachep->colour_off = cachep->align;
2062
2063         if (slab_is_available())
2064                 gfp = GFP_KERNEL;
2065         else
2066                 gfp = GFP_NOWAIT;
2067
2068 #if DEBUG
2069
2070         /*
2071          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2072          * into align above.
2073          */
2074         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2075                 /* add space for red zone words */
2076                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2077                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2078         }
2079         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2080                 /* user store requires one word storage behind the end of
2081                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2082                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2083                  */
2084                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2085                         size += REDZONE_ALIGN;
2086                 else
2087                         size += BYTES_PER_WORD;
2088         }
2089 #endif
2090
2091         size = ALIGN(size, cachep->align);
2092         /*
2093          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2094          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2095          */
2096         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2097                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2098
2099 #if DEBUG
2100         /*
2101          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2102          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2103          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2104          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2105          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2106          */
2107         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2108                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2109                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2110                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2111
2112                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2113                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2114                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2115                                 size = tmp_size;
2116                                 goto done;
2117                         }
2118                 }
2119         }
2120 #endif
2121
2122         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2123                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2124                 goto done;
2125         }
2126
2127         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2128                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2129                 goto done;
2130         }
2131
2132         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2133                 goto done;
2134
2135         return -E2BIG;
2136
2137 done:
2138         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2139         cachep->flags = flags;
2140         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2141         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2142                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2143         cachep->size = size;
2144         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2145
2146 #if DEBUG
2147         /*
2148          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2149          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2150          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2151          */
2152         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2153                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2154                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2155                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2156 #endif
2157
2158         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2159                 cachep->freelist_cache =
2160                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2161         }
2162
2163         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2164         if (err) {
2165                 __kmem_cache_release(cachep);
2166                 return err;
2167         }
2168
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 #if DEBUG
2173 static void check_irq_off(void)
2174 {
2175         BUG_ON(!irqs_disabled());
2176 }
2177
2178 static void check_irq_on(void)
2179 {
2180         BUG_ON(irqs_disabled());
2181 }
2182
2183 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2184 {
2185 #ifdef CONFIG_SMP
2186         check_irq_off();
2187         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2188 #endif
2189 }
2190
2191 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2192 {
2193 #ifdef CONFIG_SMP
2194         check_irq_off();
2195         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2196 #endif
2197 }
2198
2199 #else
2200 #define check_irq_off() do { } while(0)
2201 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2202 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2203 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2204 #endif
2205
2206 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2207                         struct array_cache *ac,
2208                         int force, int node);
2209
2210 static void do_drain(void *arg)
2211 {
2212         struct kmem_cache *cachep = arg;
2213         struct array_cache *ac;
2214         int node = numa_mem_id();
2215         struct kmem_cache_node *n;
2216         LIST_HEAD(list);
2217
2218         check_irq_off();
2219         ac = cpu_cache_get(cachep);
2220         n = get_node(cachep, node);
2221         spin_lock(&n->list_lock);
2222         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2223         spin_unlock(&n->list_lock);
2224         slabs_destroy(cachep, &list);
2225         ac->avail = 0;
2226 }
2227
2228 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2229 {
2230         struct kmem_cache_node *n;
2231         int node;
2232
2233         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2234         check_irq_on();
2235         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2236                 if (n->alien)
2237                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2238
2239         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2240                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Remove slabs from the list of free slabs.
2245  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2246  *
2247  * Returns the actual number of slabs released.
2248  */
2249 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2250                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2251 {
2252         struct list_head *p;
2253         int nr_freed;
2254         struct page *page;
2255
2256         nr_freed = 0;
2257         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2258
2259                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2260                 p = n->slabs_free.prev;
2261                 if (p == &n->slabs_free) {
2262                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2263                         goto out;
2264                 }
2265
2266                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2267                 list_del(&page->lru);
2268                 /*
2269                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2270                  * to the cache.
2271                  */
2272                 n->free_objects -= cache->num;
2273                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2274                 slab_destroy(cache, page);
2275                 nr_freed++;
2276         }
2277 out:
2278         return nr_freed;
2279 }
2280
2281 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2282 {
2283         int ret = 0;
2284         int node;
2285         struct kmem_cache_node *n;
2286
2287         drain_cpu_caches(cachep);
2288
2289         check_irq_on();
2290         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2291                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2292
2293                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2294                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2295         }
2296         return (ret ? 1 : 0);
2297 }
2298
2299 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2300 {
2301         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2302 }
2303
2304 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306         int i;
2307         struct kmem_cache_node *n;
2308
2309         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2310
2311         /* NUMA: free the node structures */
2312         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2313                 kfree(n->shared);
2314                 free_alien_cache(n->alien);
2315                 kfree(n);
2316                 cachep->node[i] = NULL;
2317         }
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Get the memory for a slab management obj.
2322  *
2323  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2324  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2325  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2326  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2327  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2328  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2329  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2330  *
2331  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2332  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2333  */
2334 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2335                                    struct page *page, int colour_off,
2336                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2337 {
2338         void *freelist;
2339         void *addr = page_address(page);
2340
2341         page->s_mem = addr + colour_off;
2342         page->active = 0;
2343
2344         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2345                 freelist = NULL;
2346         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2347                 /* Slab management obj is off-slab. */
2348                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2349                                               local_flags, nodeid);
2350                 if (!freelist)
2351                         return NULL;
2352         } else {
2353                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2354                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2355                                 cachep->freelist_size;
2356         }
2357
2358         return freelist;
2359 }
2360
2361 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2362 {
2363         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2364 }
2365
2366 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2367                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2368 {
2369         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2370 }
2371
2372 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2373 {
2374 #if DEBUG
2375         int i;
2376
2377         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2378                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2379
2380                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2381                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2382
2383                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2384                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2385                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2386                 }
2387                 /*
2388                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2389                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2390                  * They must also be threaded.
2391                  */
2392                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2393                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2394
2395                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2396                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2397                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2398                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2399                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2400                 }
2401                 /* need to poison the objs? */
2402                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2403                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2404                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2405                 }
2406         }
2407 #endif
2408 }
2409
2410 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2411                             struct page *page)
2412 {
2413         int i;
2414
2415         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2416
2417         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2418                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2419                                                 obj_offset(cachep);
2420         }
2421
2422         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2423                 /* constructor could break poison info */
2424                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor)
2425                         cachep->ctor(index_to_obj(cachep, page, i));
2426
2427                 set_free_obj(page, i, i);
2428         }
2429 }
2430
2431 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2432 {
2433         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2434                 if (flags & GFP_DMA)
2435                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2436                 else
2437                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2438         }
2439 }
2440
2441 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2442 {
2443         void *objp;
2444
2445         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2446         page->active++;
2447
2448 #if DEBUG
2449         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2450                 set_store_user_dirty(cachep);
2451 #endif
2452
2453         return objp;
2454 }
2455
2456 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2457                         struct page *page, void *objp)
2458 {
2459         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2460 #if DEBUG
2461         unsigned int i;
2462
2463         /* Verify double free bug */
2464         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2465                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2466                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2467                                cachep->name, objp);
2468                         BUG();
2469                 }
2470         }
2471 #endif
2472         page->active--;
2473         if (!page->freelist)
2474                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2475
2476         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2481  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2482  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2483  */
2484 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2485                            void *freelist)
2486 {
2487         page->slab_cache = cache;
2488         page->freelist = freelist;
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2493  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2494  */
2495 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2496                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2497 {
2498         void *freelist;
2499         size_t offset;
2500         gfp_t local_flags;
2501         struct kmem_cache_node *n;
2502
2503         /*
2504          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2505          * critical path in kmem_cache_alloc().
2506          */
2507         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2508                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2509                 BUG();
2510         }
2511         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2512
2513         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2514         check_irq_off();
2515         n = get_node(cachep, nodeid);
2516         spin_lock(&n->list_lock);
2517
2518         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2519         offset = n->colour_next;
2520         n->colour_next++;
2521         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2522                 n->colour_next = 0;
2523         spin_unlock(&n->list_lock);
2524
2525         offset *= cachep->colour_off;
2526
2527         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2528                 local_irq_enable();
2529
2530         /*
2531          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2532          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2533          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2534          * will eventually be caught here (where it matters).
2535          */
2536         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2537
2538         /*
2539          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2540          * 'nodeid'.
2541          */
2542         if (!page)
2543                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2544         if (!page)
2545                 goto failed;
2546
2547         /* Get slab management. */
2548         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2549                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2550         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2551                 goto opps1;
2552
2553         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2554
2555         cache_init_objs(cachep, page);
2556
2557         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2558                 local_irq_disable();
2559         check_irq_off();
2560         spin_lock(&n->list_lock);
2561
2562         /* Make slab active. */
2563         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2564         STATS_INC_GROWN(cachep);
2565         n->free_objects += cachep->num;
2566         spin_unlock(&n->list_lock);
2567         return 1;
2568 opps1:
2569         kmem_freepages(cachep, page);
2570 failed:
2571         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2572                 local_irq_disable();
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 #if DEBUG
2577
2578 /*
2579  * Perform extra freeing checks:
2580  * - detect bad pointers.
2581  * - POISON/RED_ZONE checking
2582  */
2583 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2584 {
2585         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2586                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2587                        (unsigned long)objp);
2588                 BUG();
2589         }
2590 }
2591
2592 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2593 {
2594         unsigned long long redzone1, redzone2;
2595
2596         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2597         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2598
2599         /*
2600          * Redzone is ok.
2601          */
2602         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2603                 return;
2604
2605         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2606                 slab_error(cache, "double free detected");
2607         else
2608                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2609
2610         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2611                         obj, redzone1, redzone2);
2612 }
2613
2614 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2615                                    unsigned long caller)
2616 {
2617         unsigned int objnr;
2618         struct page *page;
2619
2620         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2621
2622         objp -= obj_offset(cachep);
2623         kfree_debugcheck(objp);
2624         page = virt_to_head_page(objp);
2625
2626         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2627                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2628                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2629                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2630         }
2631         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2632                 set_store_user_dirty(cachep);
2633                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2634         }
2635
2636         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2637
2638         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2639         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2640
2641         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2642                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2643                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2644         }
2645         return objp;
2646 }
2647
2648 #else
2649 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2650 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2651 #endif
2652
2653 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2654                                                 void **list)
2655 {
2656 #if DEBUG
2657         void *next = *list;
2658         void *objp;
2659
2660         while (next) {
2661                 objp = next - obj_offset(cachep);
2662                 next = *(void **)next;
2663                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2664         }
2665 #endif
2666 }
2667
2668 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2669                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2670                                 void **list)
2671 {
2672         /* move slabp to correct slabp list: */
2673         list_del(&page->lru);
2674         if (page->active == cachep->num) {
2675                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2676                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2677 #if DEBUG
2678                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2679                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2680                                 void **objp = page->freelist;
2681
2682                                 *objp = *list;
2683                                 *list = objp;
2684                         }
2685 #endif
2686                         page->freelist = NULL;
2687                 }
2688         } else
2689                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2690 }
2691
2692 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2693 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2694                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2695 {
2696         if (!page)
2697                 return NULL;
2698
2699         if (pfmemalloc)
2700                 return page;
2701
2702         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2703                 return page;
2704
2705         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2706         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2707                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2708                 return page;
2709         }
2710
2711         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2712         list_del(&page->lru);
2713         if (!page->active)
2714                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2715         else
2716                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2717
2718         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2719                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2720                         return page;
2721         }
2722
2723         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2724                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2725                         return page;
2726         }
2727
2728         return NULL;
2729 }
2730
2731 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2732 {
2733         struct page *page;
2734
2735         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2736                         struct page, lru);
2737         if (!page) {
2738                 n->free_touched = 1;
2739                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2740                                 struct page, lru);
2741         }
2742
2743         if (sk_memalloc_socks())
2744                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2745
2746         return page;
2747 }
2748
2749 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2750                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2751 {
2752         struct page *page;
2753         void *obj;
2754         void *list = NULL;
2755
2756         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2757                 return NULL;
2758
2759         spin_lock(&n->list_lock);
2760         page = get_first_slab(n, true);
2761         if (!page) {
2762                 spin_unlock(&n->list_lock);
2763                 return NULL;
2764         }
2765
2766         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2767         n->free_objects--;
2768
2769         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2770
2771         spin_unlock(&n->list_lock);
2772         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2773
2774         return obj;
2775 }
2776
2777 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2778 {
2779         int batchcount;
2780         struct kmem_cache_node *n;
2781         struct array_cache *ac;
2782         int node;
2783         void *list = NULL;
2784
2785         check_irq_off();
2786         node = numa_mem_id();
2787
2788 retry:
2789         ac = cpu_cache_get(cachep);
2790         batchcount = ac->batchcount;
2791         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2792                 /*
2793                  * If there was little recent activity on this cache, then
2794                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2795                  * refill bouncing.
2796                  */
2797                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2798         }
2799         n = get_node(cachep, node);
2800
2801         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2802         spin_lock(&n->list_lock);
2803
2804         /* See if we can refill from the shared array */
2805         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2806                 n->shared->touched = 1;
2807                 goto alloc_done;
2808         }
2809
2810         while (batchcount > 0) {
2811                 struct page *page;
2812                 /* Get slab alloc is to come from. */
2813                 page = get_first_slab(n, false);
2814                 if (!page)
2815                         goto must_grow;
2816
2817                 check_spinlock_acquired(cachep);
2818
2819                 /*
2820                  * The slab was either on partial or free list so
2821                  * there must be at least one object available for
2822                  * allocation.
2823                  */
2824                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2825
2826                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2827                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2828                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2829                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2830
2831                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2832                 }
2833
2834                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2835         }
2836
2837 must_grow:
2838         n->free_objects -= ac->avail;
2839 alloc_done:
2840         spin_unlock(&n->list_lock);
2841         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2842
2843         if (unlikely(!ac->avail)) {
2844                 int x;
2845
2846                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2847                 if (sk_memalloc_socks()) {
2848                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2849
2850                         if (obj)
2851                                 return obj;
2852                 }
2853
2854                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2855
2856                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2857                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2858                 node = numa_mem_id();
2859
2860                 /* no objects in sight? abort */
2861                 if (!x && ac->avail == 0)
2862                         return NULL;
2863
2864                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2865                         goto retry;
2866         }
2867         ac->touched = 1;
2868
2869         return ac->entry[--ac->avail];
2870 }
2871
2872 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2873                                                 gfp_t flags)
2874 {
2875         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2876 #if DEBUG
2877         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2878 #endif
2879 }
2880
2881 #if DEBUG
2882 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2883                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2884 {
2885         if (!objp)
2886                 return objp;
2887         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2888                 check_poison_obj(cachep, objp);
2889                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2890                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2891         }
2892         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2893                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2894
2895         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2896                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2897                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2898                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2899                         printk(KERN_ERR
2900                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2901                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2902                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2903                 }
2904                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2905                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2906         }
2907
2908         objp += obj_offset(cachep);
2909         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2910                 cachep->ctor(objp);
2911         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2912             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2913                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2914                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2915         }
2916         return objp;
2917 }
2918 #else
2919 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2920 #endif
2921
2922 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2923 {
2924         void *objp;
2925         struct array_cache *ac;
2926
2927         check_irq_off();
2928
2929         ac = cpu_cache_get(cachep);
2930         if (likely(ac->avail)) {
2931                 ac->touched = 1;
2932                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2933
2934                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2935                 goto out;
2936         }
2937
2938         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2939         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2940         /*
2941          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2942          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2943          */
2944         ac = cpu_cache_get(cachep);
2945
2946 out:
2947         /*
2948          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2949          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2950          * treat the array pointers as a reference to the object.
2951          */
2952         if (objp)
2953                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2954         return objp;
2955 }
2956
2957 #ifdef CONFIG_NUMA
2958 /*
2959  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2960  *
2961  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2962  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2963  */
2964 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2965 {
2966         int nid_alloc, nid_here;
2967
2968         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2969                 return NULL;
2970         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2971         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2972                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2973         else if (current->mempolicy)
2974                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2975         if (nid_alloc != nid_here)
2976                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2977         return NULL;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2982  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2983  * available node for available objects. If that fails then we
2984  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2985  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2986  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
2987  */
2988 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
2989 {
2990         struct zonelist *zonelist;
2991         gfp_t local_flags;
2992         struct zoneref *z;
2993         struct zone *zone;
2994         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
2995         void *obj = NULL;
2996         int nid;
2997         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2998
2999         if (flags & __GFP_THISNODE)
3000                 return NULL;
3001
3002         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3003
3004 retry_cpuset:
3005         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3006         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3007
3008 retry:
3009         /*
3010          * Look through allowed nodes for objects available
3011          * from existing per node queues.
3012          */
3013         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3014                 nid = zone_to_nid(zone);
3015
3016                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3017                         get_node(cache, nid) &&
3018                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3019                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3020                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3021                                 if (obj)
3022                                         break;
3023                 }
3024         }
3025
3026         if (!obj) {
3027                 /*
3028                  * This allocation will be performed within the constraints
3029                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3030                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3031                  * set and go into memory reserves if necessary.
3032                  */
3033                 struct page *page;
3034
3035                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3036                         local_irq_enable();
3037                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3038                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3039                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3040                         local_irq_disable();
3041                 if (page) {
3042                         /*
3043                          * Insert into the appropriate per node queues
3044                          */
3045                         nid = page_to_nid(page);
3046                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3047                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3048                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3049                                 if (!obj)
3050                                         /*
3051                                          * Another processor may allocate the
3052                                          * objects in the slab since we are
3053                                          * not holding any locks.
3054                                          */
3055                                         goto retry;
3056                         } else {
3057                                 /* cache_grow already freed obj */
3058                                 obj = NULL;
3059                         }
3060                 }
3061         }
3062
3063         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3064                 goto retry_cpuset;
3065         return obj;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * A interface to enable slab creation on nodeid
3070  */
3071 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3072                                 int nodeid)
3073 {
3074         struct page *page;
3075         struct kmem_cache_node *n;
3076         void *obj;
3077         void *list = NULL;
3078         int x;
3079
3080         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3081         n = get_node(cachep, nodeid);
3082         BUG_ON(!n);
3083
3084 retry:
3085         check_irq_off();
3086         spin_lock(&n->list_lock);
3087         page = get_first_slab(n, false);
3088         if (!page)
3089                 goto must_grow;
3090
3091         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3092
3093         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3094         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3095         STATS_SET_HIGH(cachep);
3096
3097         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3098
3099         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3100         n->free_objects--;
3101
3102         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3103
3104         spin_unlock(&n->list_lock);
3105         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3106         goto done;
3107
3108 must_grow:
3109         spin_unlock(&n->list_lock);
3110         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3111         if (x)
3112                 goto retry;
3113
3114         return fallback_alloc(cachep, flags);
3115
3116 done:
3117         return obj;
3118 }
3119
3120 static __always_inline void *
3121 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3122                    unsigned long caller)
3123 {
3124         unsigned long save_flags;
3125         void *ptr;
3126         int slab_node = numa_mem_id();
3127
3128         flags &= gfp_allowed_mask;
3129         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3130         if (unlikely(!cachep))
3131                 return NULL;
3132
3133         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3134         local_irq_save(save_flags);
3135
3136         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3137                 nodeid = slab_node;
3138
3139         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3140                 /* Node not bootstrapped yet */
3141                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3142                 goto out;
3143         }
3144
3145         if (nodeid == slab_node) {
3146                 /*
3147                  * Use the locally cached objects if possible.
3148                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3149                  * to other nodes. It may fail while we still have
3150                  * objects on other nodes available.
3151                  */
3152                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3153                 if (ptr)
3154                         goto out;
3155         }
3156         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3157         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3158   out:
3159         local_irq_restore(save_flags);
3160         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3161
3162         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3163                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3164
3165         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3166         return ptr;
3167 }
3168
3169 static __always_inline void *
3170 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3171 {
3172         void *objp;
3173
3174         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3175                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3176                 if (objp)
3177                         goto out;
3178         }
3179         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3180
3181         /*
3182          * We may just have run out of memory on the local node.
3183          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3184          */
3185         if (!objp)
3186                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3187
3188   out:
3189         return objp;
3190 }
3191 #else
3192
3193 static __always_inline void *
3194 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3195 {
3196         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3197 }
3198
3199 #endif /* CONFIG_NUMA */
3200
3201 static __always_inline void *
3202 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3203 {
3204         unsigned long save_flags;
3205         void *objp;
3206
3207         flags &= gfp_allowed_mask;
3208         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3209         if (unlikely(!cachep))
3210                 return NULL;
3211
3212         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3213         local_irq_save(save_flags);
3214         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3215         local_irq_restore(save_flags);
3216         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3217         prefetchw(objp);
3218
3219         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3220                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3221
3222         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3223         return objp;
3224 }
3225
3226 /*
3227  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3228  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3229  */
3230 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3231                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3232 {
3233         int i;
3234         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3235
3236         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3237                 void *objp;
3238                 struct page *page;
3239
3240                 objp = objpp[i];
3241
3242                 page = virt_to_head_page(objp);
3243                 list_del(&page->lru);
3244                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3245                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3246                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3247                 n->free_objects++;
3248
3249                 /* fixup slab chains */
3250                 if (page->active == 0) {
3251                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3252                                 n->free_objects -= cachep->num;
3253                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3254                         } else {
3255                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3256                         }
3257                 } else {
3258                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3259                          * partial list on free - maximum time for the
3260                          * other objects to be freed, too.
3261                          */
3262                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3263                 }
3264         }
3265 }
3266
3267 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3268 {
3269         int batchcount;
3270         struct kmem_cache_node *n;
3271         int node = numa_mem_id();
3272         LIST_HEAD(list);
3273
3274         batchcount = ac->batchcount;
3275
3276         check_irq_off();
3277         n = get_node(cachep, node);
3278         spin_lock(&n->list_lock);
3279         if (n->shared) {
3280                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3281                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3282                 if (max) {
3283                         if (batchcount > max)
3284                                 batchcount = max;
3285                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3286                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3287                         shared_array->avail += batchcount;
3288                         goto free_done;
3289                 }
3290         }
3291
3292         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3293 free_done:
3294 #if STATS
3295         {
3296                 int i = 0;
3297                 struct page *page;
3298
3299                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3300                         BUG_ON(page->active);
3301
3302                         i++;
3303                 }
3304                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3305         }
3306 #endif
3307         spin_unlock(&n->list_lock);
3308         slabs_destroy(cachep, &list);
3309         ac->avail -= batchcount;
3310         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3311 }
3312
3313 /*
3314  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3315  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3316  */
3317 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3318                                 unsigned long caller)
3319 {
3320         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3321
3322         check_irq_off();
3323         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3324         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3325
3326         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3327
3328         /*
3329          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3330          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3331          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3332          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3333          * the cache.
3334          */
3335         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3336                 return;
3337
3338         if (ac->avail < ac->limit) {
3339                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3340         } else {
3341                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3342                 cache_flusharray(cachep, ac);
3343         }
3344
3345         if (sk_memalloc_socks()) {
3346                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3347
3348                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3349                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3350                         return;
3351                 }
3352         }
3353
3354         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3355 }
3356
3357 /**
3358  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3359  * @cachep: The cache to allocate from.
3360  * @flags: See kmalloc().
3361  *
3362  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3363  * if the cache has no available objects.
3364  */
3365 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3366 {
3367         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3368
3369         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3370                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3371
3372         return ret;
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3375
3376 static __always_inline void
3377 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3378                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3379 {
3380         size_t i;
3381
3382         for (i = 0; i < size; i++)
3383                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3384 }
3385
3386 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3387                           void **p)
3388 {
3389         size_t i;
3390
3391         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3392         if (!s)
3393                 return 0;
3394
3395         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3396
3397         local_irq_disable();
3398         for (i = 0; i < size; i++) {
3399                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3400
3401                 if (unlikely(!objp))
3402                         goto error;
3403                 p[i] = objp;
3404         }
3405         local_irq_enable();
3406
3407         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3408
3409         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3410         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3411                 for (i = 0; i < size; i++)
3412                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3413
3414         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3415         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3416         return size;
3417 error:
3418         local_irq_enable();
3419         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3420         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3421         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3422         return 0;
3423 }
3424 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3425
3426 #ifdef CONFIG_TRACING
3427 void *
3428 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3429 {
3430         void *ret;
3431
3432         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3433
3434         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3435                       size, cachep->size, flags);
3436         return ret;
3437 }
3438 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3439 #endif
3440
3441 #ifdef CONFIG_NUMA
3442 /**
3443  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3444  * @cachep: The cache to allocate from.
3445  * @flags: See kmalloc().
3446  * @nodeid: node number of the target node.
3447  *
3448  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3449  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3450  *
3451  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3452  */
3453 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3454 {
3455         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3456
3457         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3458                                     cachep->object_size, cachep->size,
3459                                     flags, nodeid);
3460
3461         return ret;
3462 }
3463 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3464
3465 #ifdef CONFIG_TRACING
3466 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3467                                   gfp_t flags,
3468                                   int nodeid,
3469                                   size_t size)
3470 {
3471         void *ret;
3472
3473         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3474
3475         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3476                            size, cachep->size,
3477                            flags, nodeid);
3478         return ret;
3479 }
3480 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3481 #endif
3482
3483 static __always_inline void *
3484 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3485 {
3486         struct kmem_cache *cachep;
3487
3488         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3489         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3490                 return cachep;
3491         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3492 }
3493
3494 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3495 {
3496         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3499
3500 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3501                 int node, unsigned long caller)
3502 {
3503         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3506 #endif /* CONFIG_NUMA */
3507
3508 /**
3509  * __do_kmalloc - allocate memory
3510  * @size: how many bytes of memory are required.
3511  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3512  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3513  */
3514 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3515                                           unsigned long caller)
3516 {
3517         struct kmem_cache *cachep;
3518         void *ret;
3519
3520         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3521         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3522                 return cachep;
3523         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3524
3525         trace_kmalloc(caller, ret,
3526                       size, cachep->size, flags);
3527
3528         return ret;
3529 }
3530
3531 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3532 {
3533         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3534 }
3535 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3536
3537 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3538 {
3539         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3542
3543 /**
3544  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3545  * @cachep: The cache the allocation was from.
3546  * @objp: The previously allocated object.
3547  *
3548  * Free an object which was previously allocated from this
3549  * cache.
3550  */
3551 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3552 {
3553         unsigned long flags;
3554         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3555         if (!cachep)
3556                 return;
3557
3558         local_irq_save(flags);
3559         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3560         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3561                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3562         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3563         local_irq_restore(flags);
3564
3565         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3568
3569 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3570 {
3571         struct kmem_cache *s;
3572         size_t i;
3573
3574         local_irq_disable();
3575         for (i = 0; i < size; i++) {
3576                 void *objp = p[i];
3577
3578                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3579                         s = virt_to_cache(objp);
3580                 else
3581                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3582
3583                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3584                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3585                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3586
3587                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3588         }
3589         local_irq_enable();
3590
3591         /* FIXME: add tracing */
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3594
3595 /**
3596  * kfree - free previously allocated memory
3597  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3598  *
3599  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3600  *
3601  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3602  * or you will run into trouble.
3603  */
3604 void kfree(const void *objp)
3605 {
3606         struct kmem_cache *c;
3607         unsigned long flags;
3608
3609         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3610
3611         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3612                 return;
3613         local_irq_save(flags);
3614         kfree_debugcheck(objp);
3615         c = virt_to_cache(objp);
3616         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3617
3618         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3619         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3620         local_irq_restore(flags);
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3623
3624 /*
3625  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3626  */
3627 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3628 {
3629         int node;
3630         struct kmem_cache_node *n;
3631         struct array_cache *new_shared;
3632         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3633
3634         for_each_online_node(node) {
3635
3636                 if (use_alien_caches) {
3637                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3638                         if (!new_alien)
3639                                 goto fail;
3640                 }
3641
3642                 new_shared = NULL;
3643                 if (cachep->shared) {
3644                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3645                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3646                                         0xbaadf00d, gfp);
3647                         if (!new_shared) {
3648                                 free_alien_cache(new_alien);
3649                                 goto fail;
3650                         }
3651                 }
3652
3653                 n = get_node(cachep, node);
3654                 if (n) {
3655                         struct array_cache *shared = n->shared;
3656                         LIST_HEAD(list);
3657
3658                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3659
3660                         if (shared)
3661                                 free_block(cachep, shared->entry,
3662                                                 shared->avail, node, &list);
3663
3664                         n->shared = new_shared;
3665                         if (!n->alien) {
3666                                 n->alien = new_alien;
3667                                 new_alien = NULL;
3668                         }
3669                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3670                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3671                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3672                         slabs_destroy(cachep, &list);
3673                         kfree(shared);
3674                         free_alien_cache(new_alien);
3675                         continue;
3676                 }
3677                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3678                 if (!n) {
3679                         free_alien_cache(new_alien);
3680                         kfree(new_shared);
3681                         goto fail;
3682                 }
3683
3684                 kmem_cache_node_init(n);
3685                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3686                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3687                 n->shared = new_shared;
3688                 n->alien = new_alien;
3689                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3690                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3691                 cachep->node[node] = n;
3692         }
3693         return 0;
3694
3695 fail:
3696         if (!cachep->list.next) {
3697                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3698                 node--;
3699                 while (node >= 0) {
3700                         n = get_node(cachep, node);
3701                         if (n) {
3702                                 kfree(n->shared);
3703                                 free_alien_cache(n->alien);
3704                                 kfree(n);
3705                                 cachep->node[node] = NULL;
3706                         }
3707                         node--;
3708                 }
3709         }
3710         return -ENOMEM;
3711 }
3712
3713 /* Always called with the slab_mutex held */
3714 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3715                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3716 {
3717         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3718         int cpu;
3719
3720         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3721         if (!cpu_cache)
3722                 return -ENOMEM;
3723
3724         prev = cachep->cpu_cache;
3725         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3726         kick_all_cpus_sync();
3727
3728         check_irq_on();
3729         cachep->batchcount = batchcount;
3730         cachep->limit = limit;
3731         cachep->shared = shared;
3732
3733         if (!prev)
3734                 goto alloc_node;
3735
3736         for_each_online_cpu(cpu) {
3737                 LIST_HEAD(list);
3738                 int node;
3739                 struct kmem_cache_node *n;
3740                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3741
3742                 node = cpu_to_mem(cpu);
3743                 n = get_node(cachep, node);
3744                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3745                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3746                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3747                 slabs_destroy(cachep, &list);
3748         }
3749         free_percpu(prev);
3750
3751 alloc_node:
3752         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3753 }
3754
3755 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3756                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3757 {
3758         int ret;
3759         struct kmem_cache *c;
3760
3761         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3762
3763         if (slab_state < FULL)
3764                 return ret;
3765
3766         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3767                 return ret;
3768
3769         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3770         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3771                 /* return value determined by the root cache only */
3772                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3773         }
3774
3775         return ret;
3776 }
3777
3778 /* Called with slab_mutex held always */
3779 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3780 {
3781         int err;
3782         int limit = 0;
3783         int shared = 0;
3784         int batchcount = 0;
3785
3786         if (!is_root_cache(cachep)) {
3787                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3788                 limit = root->limit;
3789                 shared = root->shared;
3790                 batchcount = root->batchcount;
3791         }
3792
3793         if (limit && shared && batchcount)
3794                 goto skip_setup;
3795         /*
3796          * The head array serves three purposes:
3797          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3798          * - reduce the number of spinlock operations.
3799          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3800          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3801          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3802          * Bonwick.
3803          */
3804         if (cachep->size > 131072)
3805                 limit = 1;
3806         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3807                 limit = 8;
3808         else if (cachep->size > 1024)
3809                 limit = 24;
3810         else if (cachep->size > 256)
3811                 limit = 54;
3812         else
3813                 limit = 120;
3814
3815         /*
3816          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3817          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3818          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3819          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3820          * replaces Bonwick's magazine layer.
3821          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3822          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3823          */
3824         shared = 0;
3825         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3826                 shared = 8;
3827
3828 #if DEBUG
3829         /*
3830          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3831          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3832          */
3833         if (limit > 32)
3834                 limit = 32;
3835 #endif
3836         batchcount = (limit + 1) / 2;
3837 skip_setup:
3838         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3839         if (err)
3840                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3841                        cachep->name, -err);
3842         return err;
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3847  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3848  * if drain_array() is used on the shared array.
3849  */
3850 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3851                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3852 {
3853         LIST_HEAD(list);
3854         int tofree;
3855
3856         if (!ac || !ac->avail)
3857                 return;
3858         if (ac->touched && !force) {
3859                 ac->touched = 0;
3860         } else {
3861                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3862                 if (ac->avail) {
3863                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3864                         if (tofree > ac->avail)
3865                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3866                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3867                         ac->avail -= tofree;
3868                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3869                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3870                 }
3871                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3872                 slabs_destroy(cachep, &list);
3873         }
3874 }
3875
3876 /**
3877  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3878  * @w: work descriptor
3879  *
3880  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3881  * Purpose:
3882  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3883  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3884  *
3885  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3886  * again on the next iteration.
3887  */
3888 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3889 {
3890         struct kmem_cache *searchp;
3891         struct kmem_cache_node *n;
3892         int node = numa_mem_id();
3893         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3894
3895         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3896                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3897                 goto out;
3898
3899         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3900                 check_irq_on();
3901
3902                 /*
3903                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3904                  * have established with reasonable certainty that
3905                  * we can do some work if the lock was obtained.
3906                  */
3907                 n = get_node(searchp, node);
3908
3909                 reap_alien(searchp, n);
3910
3911                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3912
3913                 /*
3914                  * These are racy checks but it does not matter
3915                  * if we skip one check or scan twice.
3916                  */
3917                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3918                         goto next;
3919
3920                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3921
3922                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3923
3924                 if (n->free_touched)
3925                         n->free_touched = 0;
3926                 else {
3927                         int freed;
3928
3929                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3930                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3931                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3932                 }
3933 next:
3934                 cond_resched();
3935         }
3936         check_irq_on();
3937         mutex_unlock(&slab_mutex);
3938         next_reap_node();
3939 out:
3940         /* Set up the next iteration */
3941         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3942 }
3943
3944 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3945 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3946 {
3947         struct page *page;
3948         unsigned long active_objs;
3949         unsigned long num_objs;
3950         unsigned long active_slabs = 0;
3951         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3952         const char *name;
3953         char *error = NULL;
3954         int node;
3955         struct kmem_cache_node *n;
3956
3957         active_objs = 0;
3958         num_slabs = 0;
3959         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3960
3961                 check_irq_on();
3962                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3963
3964                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3965                         if (page->active != cachep->num && !error)
3966                                 error = "slabs_full accounting error";
3967                         active_objs += cachep->num;
3968                         active_slabs++;
3969                 }
3970                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3971                         if (page->active == cachep->num && !error)
3972                                 error = "slabs_partial accounting error";
3973                         if (!page->active && !error)
3974                                 error = "slabs_partial accounting error";
3975                         active_objs += page->active;
3976                         active_slabs++;
3977                 }
3978                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3979                         if (page->active && !error)
3980                                 error = "slabs_free accounting error";
3981                         num_slabs++;
3982                 }
3983                 free_objects += n->free_objects;
3984                 if (n->shared)
3985                         shared_avail += n->shared->avail;
3986
3987                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3988         }
3989         num_slabs += active_slabs;
3990         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3991         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3992                 error = "free_objects accounting error";
3993
3994         name = cachep->name;
3995         if (error)
3996                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3997
3998         sinfo->active_objs = active_objs;
3999         sinfo->num_objs = num_objs;
4000         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4001         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4002         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4003         sinfo->limit = cachep->limit;
4004         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4005         sinfo->shared = cachep->shared;
4006         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4007         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4008 }
4009
4010 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4011 {
4012 #if STATS
4013         {                       /* node stats */
4014                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4015                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4016                 unsigned long grown = cachep->grown;
4017                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4018                 unsigned long errors = cachep->errors;
4019                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4020                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4021                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4022                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4023
4024                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4025                            allocs, high, grown,
4026                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4027                            node_frees, overflows);
4028         }
4029         /* cpu stats */
4030         {
4031                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4032                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4033                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4034                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4035
4036                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4037                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4038         }
4039 #endif
4040 }
4041
4042 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4043 /**
4044  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4045  * @file: unused
4046  * @buffer: user buffer
4047  * @count: data length
4048  * @ppos: unused
4049  */
4050 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4051                        size_t count, loff_t *ppos)
4052 {
4053         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4054         int limit, batchcount, shared, res;
4055         struct kmem_cache *cachep;
4056
4057         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4058                 return -EINVAL;
4059         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4060                 return -EFAULT;
4061         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4062
4063         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4064         if (!tmp)
4065                 return -EINVAL;
4066         *tmp = '\0';
4067         tmp++;
4068         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4069                 return -EINVAL;
4070
4071         /* Find the cache in the chain of caches. */
4072         mutex_lock(&slab_mutex);
4073         res = -EINVAL;
4074         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4075                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4076                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4077                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4078                                 res = 0;
4079                         } else {
4080                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4081                                                        batchcount, shared,
4082                                                        GFP_KERNEL);
4083                         }
4084                         break;
4085                 }
4086         }
4087         mutex_unlock(&slab_mutex);
4088         if (res >= 0)
4089                 res = count;
4090         return res;
4091 }
4092
4093 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4094
4095 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4096 {
4097         unsigned long *p;
4098         int l;
4099         if (!v)
4100                 return 1;
4101         l = n[1];
4102         p = n + 2;
4103         while (l) {
4104                 int i = l/2;
4105                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4106                 if (*q == v) {
4107                         q[1]++;
4108                         return 1;
4109                 }
4110                 if (*q > v) {
4111                         l = i;
4112                 } else {
4113                         p = q + 2;
4114                         l -= i + 1;
4115                 }
4116         }
4117         if (++n[1] == n[0])
4118                 return 0;
4119         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4120         p[0] = v;
4121         p[1] = 1;
4122         return 1;
4123 }
4124
4125 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4126                                                 struct page *page)
4127 {
4128         void *p;
4129         int i, j;
4130         unsigned long v;
4131
4132         if (n[0] == n[1])
4133                 return;
4134         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4135                 bool active = true;
4136
4137                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4138                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4139                                 active = false;
4140                                 break;
4141                         }
4142                 }
4143
4144                 if (!active)
4145                         continue;
4146
4147                 /*
4148                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4149                  * mapping is established when actual object allocation and
4150                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4151                  * cache.
4152                  */
4153                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4154                         continue;
4155
4156                 if (!add_caller(n, v))
4157                         return;
4158         }
4159 }
4160
4161 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4162 {
4163 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4164         unsigned long offset, size;
4165         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4166
4167         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4168                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4169                 if (modname[0])
4170                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4171                 return;
4172         }
4173 #endif
4174         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4175 }
4176
4177 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4178 {
4179         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4180         struct page *page;
4181         struct kmem_cache_node *n;
4182         const char *name;
4183         unsigned long *x = m->private;
4184         int node;
4185         int i;
4186
4187         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4188                 return 0;
4189         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4190                 return 0;
4191
4192         /*
4193          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4194          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4195          * during the processing, information would be wrong so restart
4196          * whole processing.
4197          */
4198         do {
4199                 set_store_user_clean(cachep);
4200                 drain_cpu_caches(cachep);
4201
4202                 x[1] = 0;
4203
4204                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4205
4206                         check_irq_on();
4207                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4208
4209                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4210                                 handle_slab(x, cachep, page);
4211                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4212                                 handle_slab(x, cachep, page);
4213                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4214                 }
4215         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4216
4217         name = cachep->name;
4218         if (x[0] == x[1]) {
4219                 /* Increase the buffer size */
4220                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4221                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4222                 if (!m->private) {
4223                         /* Too bad, we are really out */
4224                         m->private = x;
4225                         mutex_lock(&slab_mutex);
4226                         return -ENOMEM;
4227                 }
4228                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4229                 kfree(x);
4230                 mutex_lock(&slab_mutex);
4231                 /* Now make sure this entry will be retried */
4232                 m->count = m->size;
4233                 return 0;
4234         }
4235         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4236                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4237                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4238                 seq_putc(m, '\n');
4239         }
4240
4241         return 0;
4242 }
4243
4244 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4245         .start = slab_start,
4246         .next = slab_next,
4247         .stop = slab_stop,
4248         .show = leaks_show,
4249 };
4250
4251 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4252 {
4253         unsigned long *n;
4254
4255         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4256         if (!n)
4257                 return -ENOMEM;
4258
4259         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4260
4261         return 0;
4262 }
4263
4264 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4265         .open           = slabstats_open,
4266         .read           = seq_read,
4267         .llseek         = seq_lseek,
4268         .release        = seq_release_private,
4269 };
4270 #endif
4271
4272 static int __init slab_proc_init(void)
4273 {
4274 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4275         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4276 #endif
4277         return 0;
4278 }
4279 module_init(slab_proc_init);
4280 #endif
4281
4282 /**
4283  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4284  * @objp: Pointer to the object
4285  *
4286  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4287  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4288  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4289  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4290  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4291  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4292  * must not be freed during the duration of the call.
4293  */
4294 size_t ksize(const void *objp)
4295 {
4296         BUG_ON(!objp);
4297         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4298                 return 0;
4299
4300         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4301 }
4302 EXPORT_SYMBOL(ksize);