]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slab.c
khugepaged: __collapse_huge_page_swapin(): drop unused 'pte' parameter
[karo-tx-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 void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
438 {
439         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
440
441         /*
442          * The slab management structure can be either off the slab or
443          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
444          * slab is used for:
445          *
446          * - @buffer_size bytes for each object
447          * - One freelist_idx_t for each object
448          *
449          * We don't need to consider alignment of freelist because
450          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
451          * at the correct alignment.
452          *
453          * If the slab management structure is off the slab, then the
454          * alignment will already be calculated into the size. Because
455          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
456          * correct alignment when allocated.
457          */
458         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
459                 *num = slab_size / buffer_size;
460                 *left_over = slab_size % buffer_size;
461         } else {
462                 *num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
463                 *left_over = slab_size %
464                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
465         }
466 }
467
468 #if DEBUG
469 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
470
471 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
472                         char *msg)
473 {
474         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
475                function, cachep->name, msg);
476         dump_stack();
477         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
478 }
479 #endif
480
481 /*
482  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
483  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
484  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
485  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
486  * line
487   */
488
489 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
490 static int __init noaliencache_setup(char *s)
491 {
492         use_alien_caches = 0;
493         return 1;
494 }
495 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
496
497 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
498 {
499         get_option(&str, &slab_max_order);
500         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
501                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
502         slab_max_order_set = true;
503
504         return 1;
505 }
506 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
507
508 #ifdef CONFIG_NUMA
509 /*
510  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
511  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
512  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
513  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
514  */
515 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
516
517 static void init_reap_node(int cpu)
518 {
519         int node;
520
521         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
522         if (node == MAX_NUMNODES)
523                 node = first_node(node_online_map);
524
525         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
526 }
527
528 static void next_reap_node(void)
529 {
530         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
531
532         node = next_node(node, node_online_map);
533         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
534                 node = first_node(node_online_map);
535         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
536 }
537
538 #else
539 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
540 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
541 #endif
542
543 /*
544  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
545  * via the workqueue/eventd.
546  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
547  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
548  * lock.
549  */
550 static void start_cpu_timer(int cpu)
551 {
552         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
553
554         /*
555          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
556          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
557          * at that time.
558          */
559         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
560                 init_reap_node(cpu);
561                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
562                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
563                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
564         }
565 }
566
567 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
568 {
569         /*
570          * The array_cache structures contain pointers to free object.
571          * However, when such objects are allocated or transferred to another
572          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
573          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
574          * not scan such objects.
575          */
576         kmemleak_no_scan(ac);
577         if (ac) {
578                 ac->avail = 0;
579                 ac->limit = limit;
580                 ac->batchcount = batch;
581                 ac->touched = 0;
582         }
583 }
584
585 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
586                                             int batchcount, gfp_t gfp)
587 {
588         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
589         struct array_cache *ac = NULL;
590
591         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
592         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
593         return ac;
594 }
595
596 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
597                                         void *objp)
598 {
599         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
600         struct kmem_cache_node *n;
601         int page_node;
602         LIST_HEAD(list);
603
604         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
605                 page_node = page_to_nid(page);
606                 n = get_node(cachep, page_node);
607
608                 spin_lock(&n->list_lock);
609                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
610                 spin_unlock(&n->list_lock);
611
612                 slabs_destroy(cachep, &list);
613         }
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;
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 direct reclaim
845  * or warn about failures. kswapd may still wake to reclaim in the background.
846  */
847 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
848 {
849         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
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         printk(KERN_WARNING
1354                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1355                 nodeid, gfpflags);
1356         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1357                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1358
1359         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1360                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1361                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1362
1363                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1364                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1365                         active_objs += cachep->num;
1366                         active_slabs++;
1367                 }
1368                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1369                         active_objs += page->active;
1370                         active_slabs++;
1371                 }
1372                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1373                         num_slabs++;
1374
1375                 free_objects += n->free_objects;
1376                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1377
1378                 num_slabs += active_slabs;
1379                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1380                 printk(KERN_WARNING
1381                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1382                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1383                         free_objects);
1384         }
1385 #endif
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1390  * kmem_cache_node ->list_lock.
1391  *
1392  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1393  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1394  * would be relatively rare and ignorable.
1395  */
1396 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1397                                                                 int nodeid)
1398 {
1399         struct page *page;
1400         int nr_pages;
1401
1402         flags |= cachep->allocflags;
1403         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1404                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1405
1406         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1407         if (!page) {
1408                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1409                 return NULL;
1410         }
1411
1412         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1413                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1414                 return NULL;
1415         }
1416
1417         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1418         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1419                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1420                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1421         else
1422                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1423                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1424
1425         __SetPageSlab(page);
1426         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1427         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1428                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1429
1430         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1431                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1432
1433                 if (cachep->ctor)
1434                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1435                 else
1436                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1437         }
1438
1439         return page;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Interface to system's page release.
1444  */
1445 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1446 {
1447         int order = cachep->gfporder;
1448         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1449
1450         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1451
1452         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1453                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1454                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1455         else
1456                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1457                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1458
1459         BUG_ON(!PageSlab(page));
1460         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1461         __ClearPageSlab(page);
1462         page_mapcount_reset(page);
1463         page->mapping = NULL;
1464
1465         if (current->reclaim_state)
1466                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1467         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1468         __free_pages(page, order);
1469 }
1470
1471 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1472 {
1473         struct kmem_cache *cachep;
1474         struct page *page;
1475
1476         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1477         cachep = page->slab_cache;
1478
1479         kmem_freepages(cachep, page);
1480 }
1481
1482 #if DEBUG
1483 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1484 {
1485         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1486                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1487                 return true;
1488
1489         return false;
1490 }
1491
1492 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1493 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1494                             unsigned long caller)
1495 {
1496         int size = cachep->object_size;
1497
1498         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1499
1500         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1501                 return;
1502
1503         *addr++ = 0x12345678;
1504         *addr++ = caller;
1505         *addr++ = smp_processor_id();
1506         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1507         {
1508                 unsigned long *sptr = &caller;
1509                 unsigned long svalue;
1510
1511                 while (!kstack_end(sptr)) {
1512                         svalue = *sptr++;
1513                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1514                                 *addr++ = svalue;
1515                                 size -= sizeof(unsigned long);
1516                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1517                                         break;
1518                         }
1519                 }
1520
1521         }
1522         *addr++ = 0x87654321;
1523 }
1524
1525 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1526                                 int map, unsigned long caller)
1527 {
1528         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1529                 return;
1530
1531         if (caller)
1532                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1533
1534         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1535 }
1536
1537 #else
1538 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1539                                 int map, unsigned long caller) {}
1540
1541 #endif
1542
1543 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1544 {
1545         int size = cachep->object_size;
1546         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1547
1548         memset(addr, val, size);
1549         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1550 }
1551
1552 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1553 {
1554         int i;
1555         unsigned char error = 0;
1556         int bad_count = 0;
1557
1558         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1559         for (i = 0; i < limit; i++) {
1560                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1561                         error = data[offset + i];
1562                         bad_count++;
1563                 }
1564         }
1565         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1566                         &data[offset], limit, 1);
1567
1568         if (bad_count == 1) {
1569                 error ^= POISON_FREE;
1570                 if (!(error & (error - 1))) {
1571                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1572                                         "bad RAM.\n");
1573 #ifdef CONFIG_X86
1574                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1575                                         "test tool.\n");
1576 #else
1577                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1578 #endif
1579                 }
1580         }
1581 }
1582 #endif
1583
1584 #if DEBUG
1585
1586 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1587 {
1588         int i, size;
1589         char *realobj;
1590
1591         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1592                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1593                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1594                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1595         }
1596
1597         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1598                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1599                        *dbg_userword(cachep, objp),
1600                        *dbg_userword(cachep, objp));
1601         }
1602         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1603         size = cachep->object_size;
1604         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1605                 int limit;
1606                 limit = 16;
1607                 if (i + limit > size)
1608                         limit = size - i;
1609                 dump_line(realobj, i, limit);
1610         }
1611 }
1612
1613 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1614 {
1615         char *realobj;
1616         int size, i;
1617         int lines = 0;
1618
1619         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1620                 return;
1621
1622         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1623         size = cachep->object_size;
1624
1625         for (i = 0; i < size; i++) {
1626                 char exp = POISON_FREE;
1627                 if (i == size - 1)
1628                         exp = POISON_END;
1629                 if (realobj[i] != exp) {
1630                         int limit;
1631                         /* Mismatch ! */
1632                         /* Print header */
1633                         if (lines == 0) {
1634                                 printk(KERN_ERR
1635                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1636                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1637                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1638                         }
1639                         /* Hexdump the affected line */
1640                         i = (i / 16) * 16;
1641                         limit = 16;
1642                         if (i + limit > size)
1643                                 limit = size - i;
1644                         dump_line(realobj, i, limit);
1645                         i += 16;
1646                         lines++;
1647                         /* Limit to 5 lines */
1648                         if (lines > 5)
1649                                 break;
1650                 }
1651         }
1652         if (lines != 0) {
1653                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1654                  * exist:
1655                  */
1656                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1657                 unsigned int objnr;
1658
1659                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1660                 if (objnr) {
1661                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1662                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1663                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1664                                realobj, size);
1665                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1666                 }
1667                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1668                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1669                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1670                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1671                                realobj, size);
1672                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1673                 }
1674         }
1675 }
1676 #endif
1677
1678 #if DEBUG
1679 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1680                                                 struct page *page)
1681 {
1682         int i;
1683
1684         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1685                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1686                         POISON_FREE);
1687         }
1688
1689         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1690                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1691
1692                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1693                         check_poison_obj(cachep, objp);
1694                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1695                 }
1696                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1697                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1698                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1699                                            "was overwritten");
1700                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1701                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1702                                            "was overwritten");
1703                 }
1704         }
1705 }
1706 #else
1707 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1708                                                 struct page *page)
1709 {
1710 }
1711 #endif
1712
1713 /**
1714  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1715  * @cachep: cache pointer being destroyed
1716  * @page: page pointer being destroyed
1717  *
1718  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1719  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1720  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1721  */
1722 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1723 {
1724         void *freelist;
1725
1726         freelist = page->freelist;
1727         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1728         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1729                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1730         else
1731                 kmem_freepages(cachep, page);
1732
1733         /*
1734          * From now on, we don't use freelist
1735          * although actual page can be freed in rcu context
1736          */
1737         if (OFF_SLAB(cachep))
1738                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1739 }
1740
1741 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1742 {
1743         struct page *page, *n;
1744
1745         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1746                 list_del(&page->lru);
1747                 slab_destroy(cachep, page);
1748         }
1749 }
1750
1751 /**
1752  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1753  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1754  * @size: size of objects to be created in this cache.
1755  * @flags: slab allocation flags
1756  *
1757  * Also calculates the number of objects per slab.
1758  *
1759  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1760  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1761  * towards high-order requests, this should be changed.
1762  */
1763 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1764                                 size_t size, unsigned long flags)
1765 {
1766         size_t left_over = 0;
1767         int gfporder;
1768
1769         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1770                 unsigned int num;
1771                 size_t remainder;
1772
1773                 cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder, &num);
1774                 if (!num)
1775                         continue;
1776
1777                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1778                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1779                         break;
1780
1781                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1782                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1783                         size_t freelist_size;
1784
1785                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1786                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1787                         if (!freelist_cache)
1788                                 continue;
1789
1790                         /*
1791                          * Needed to avoid possible looping condition
1792                          * in cache_grow()
1793                          */
1794                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1795                                 continue;
1796
1797                         /* check if off slab has enough benefit */
1798                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1799                                 continue;
1800                 }
1801
1802                 /* Found something acceptable - save it away */
1803                 cachep->num = num;
1804                 cachep->gfporder = gfporder;
1805                 left_over = remainder;
1806
1807                 /*
1808                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1809                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1810                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1811                  */
1812                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1813                         break;
1814
1815                 /*
1816                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1817                  * currently bad for the gfp()s.
1818                  */
1819                 if (gfporder >= slab_max_order)
1820                         break;
1821
1822                 /*
1823                  * Acceptable internal fragmentation?
1824                  */
1825                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1826                         break;
1827         }
1828         return left_over;
1829 }
1830
1831 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1832                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1833 {
1834         int cpu;
1835         size_t size;
1836         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1837
1838         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1839         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1840
1841         if (!cpu_cache)
1842                 return NULL;
1843
1844         for_each_possible_cpu(cpu) {
1845                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1846                                 entries, batchcount);
1847         }
1848
1849         return cpu_cache;
1850 }
1851
1852 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1853 {
1854         if (slab_state >= FULL)
1855                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1856
1857         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1858         if (!cachep->cpu_cache)
1859                 return 1;
1860
1861         if (slab_state == DOWN) {
1862                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1863                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1864         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1865                 /* For kmem_cache_node */
1866                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1867         } else {
1868                 int node;
1869
1870                 for_each_online_node(node) {
1871                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1872                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1873                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1874                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1875                 }
1876         }
1877
1878         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1879                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1880                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1881
1882         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1883         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1884         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1885         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1886         cachep->batchcount = 1;
1887         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1888         return 0;
1889 }
1890
1891 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1892         unsigned long flags, const char *name,
1893         void (*ctor)(void *))
1894 {
1895         return flags;
1896 }
1897
1898 struct kmem_cache *
1899 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1900                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1901 {
1902         struct kmem_cache *cachep;
1903
1904         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1905         if (cachep) {
1906                 cachep->refcount++;
1907
1908                 /*
1909                  * Adjust the object sizes so that we clear
1910                  * the complete object on kzalloc.
1911                  */
1912                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1913         }
1914         return cachep;
1915 }
1916
1917 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1918                         size_t size, unsigned long flags)
1919 {
1920         size_t left;
1921
1922         cachep->num = 0;
1923
1924         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1925                 return false;
1926
1927         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1928                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1929         if (!cachep->num)
1930                 return false;
1931
1932         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1933                 return false;
1934
1935         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1936
1937         return true;
1938 }
1939
1940 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1941                         size_t size, unsigned long flags)
1942 {
1943         size_t left;
1944
1945         cachep->num = 0;
1946
1947         /*
1948          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1949          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1950          */
1951         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1952                 return false;
1953
1954         /*
1955          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1956          * off-slab (should allow better packing of objs).
1957          */
1958         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1959         if (!cachep->num)
1960                 return false;
1961
1962         /*
1963          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1964          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1965          */
1966         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1967                 return false;
1968
1969         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1970
1971         return true;
1972 }
1973
1974 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1975                         size_t size, unsigned long flags)
1976 {
1977         size_t left;
1978
1979         cachep->num = 0;
1980
1981         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1982         if (!cachep->num)
1983                 return false;
1984
1985         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1986
1987         return true;
1988 }
1989
1990 /**
1991  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1992  * @cachep: cache management descriptor
1993  * @flags: SLAB flags
1994  *
1995  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1996  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1997  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1998  *
1999  * The flags are
2000  *
2001  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2002  * to catch references to uninitialised memory.
2003  *
2004  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2005  * for buffer overruns.
2006  *
2007  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2008  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2009  * as davem.
2010  */
2011 int
2012 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2013 {
2014         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2015         gfp_t gfp;
2016         int err;
2017         size_t size = cachep->size;
2018
2019 #if DEBUG
2020 #if FORCED_DEBUG
2021         /*
2022          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2023          * large objects, if the increased size would increase the object size
2024          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2025          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2026          */
2027         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2028                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2029                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2030         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2031                 flags |= SLAB_POISON;
2032 #endif
2033 #endif
2034
2035         /*
2036          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2037          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2038          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2039          */
2040         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2041                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2042                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2043         }
2044
2045         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2046                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2047                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2048                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2049                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2050                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2051         }
2052
2053         /* 3) caller mandated alignment */
2054         if (ralign < cachep->align) {
2055                 ralign = cachep->align;
2056         }
2057         /* disable debug if necessary */
2058         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2059                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2060         /*
2061          * 4) Store it.
2062          */
2063         cachep->align = ralign;
2064         cachep->colour_off = cache_line_size();
2065         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2066         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2067                 cachep->colour_off = cachep->align;
2068
2069         if (slab_is_available())
2070                 gfp = GFP_KERNEL;
2071         else
2072                 gfp = GFP_NOWAIT;
2073
2074 #if DEBUG
2075
2076         /*
2077          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2078          * into align above.
2079          */
2080         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2081                 /* add space for red zone words */
2082                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2083                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2084         }
2085         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2086                 /* user store requires one word storage behind the end of
2087                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2088                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2089                  */
2090                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2091                         size += REDZONE_ALIGN;
2092                 else
2093                         size += BYTES_PER_WORD;
2094         }
2095 #endif
2096
2097         size = ALIGN(size, cachep->align);
2098         /*
2099          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2100          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2101          */
2102         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2103                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2104
2105 #if DEBUG
2106         /*
2107          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2108          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2109          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2110          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2111          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2112          */
2113         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2114                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2115                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2116                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2117
2118                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2119                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2120                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2121                                 size = tmp_size;
2122                                 goto done;
2123                         }
2124                 }
2125         }
2126 #endif
2127
2128         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2129                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2130                 goto done;
2131         }
2132
2133         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2134                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2135                 goto done;
2136         }
2137
2138         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2139                 goto done;
2140
2141         return -E2BIG;
2142
2143 done:
2144         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2145         cachep->flags = flags;
2146         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2147         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2148                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2149         cachep->size = size;
2150         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2151
2152 #if DEBUG
2153         /*
2154          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2155          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2156          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2157          */
2158         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2159                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2160                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2161                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2162 #endif
2163
2164         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2165                 cachep->freelist_cache =
2166                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2167         }
2168
2169         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2170         if (err) {
2171                 __kmem_cache_release(cachep);
2172                 return err;
2173         }
2174
2175         return 0;
2176 }
2177
2178 #if DEBUG
2179 static void check_irq_off(void)
2180 {
2181         BUG_ON(!irqs_disabled());
2182 }
2183
2184 static void check_irq_on(void)
2185 {
2186         BUG_ON(irqs_disabled());
2187 }
2188
2189 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2190 {
2191 #ifdef CONFIG_SMP
2192         check_irq_off();
2193         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2194 #endif
2195 }
2196
2197 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2198 {
2199 #ifdef CONFIG_SMP
2200         check_irq_off();
2201         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2202 #endif
2203 }
2204
2205 #else
2206 #define check_irq_off() do { } while(0)
2207 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2208 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2209 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2210 #endif
2211
2212 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2213                         struct array_cache *ac,
2214                         int force, int node);
2215
2216 static void do_drain(void *arg)
2217 {
2218         struct kmem_cache *cachep = arg;
2219         struct array_cache *ac;
2220         int node = numa_mem_id();
2221         struct kmem_cache_node *n;
2222         LIST_HEAD(list);
2223
2224         check_irq_off();
2225         ac = cpu_cache_get(cachep);
2226         n = get_node(cachep, node);
2227         spin_lock(&n->list_lock);
2228         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2229         spin_unlock(&n->list_lock);
2230         slabs_destroy(cachep, &list);
2231         ac->avail = 0;
2232 }
2233
2234 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2235 {
2236         struct kmem_cache_node *n;
2237         int node;
2238
2239         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2240         check_irq_on();
2241         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2242                 if (n->alien)
2243                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2244
2245         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2246                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Remove slabs from the list of free slabs.
2251  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2252  *
2253  * Returns the actual number of slabs released.
2254  */
2255 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2256                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2257 {
2258         struct list_head *p;
2259         int nr_freed;
2260         struct page *page;
2261
2262         nr_freed = 0;
2263         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2264
2265                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2266                 p = n->slabs_free.prev;
2267                 if (p == &n->slabs_free) {
2268                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2269                         goto out;
2270                 }
2271
2272                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2273                 list_del(&page->lru);
2274                 /*
2275                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2276                  * to the cache.
2277                  */
2278                 n->free_objects -= cache->num;
2279                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2280                 slab_destroy(cache, page);
2281                 nr_freed++;
2282         }
2283 out:
2284         return nr_freed;
2285 }
2286
2287 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2288 {
2289         int ret = 0;
2290         int node;
2291         struct kmem_cache_node *n;
2292
2293         drain_cpu_caches(cachep);
2294
2295         check_irq_on();
2296         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2297                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2298
2299                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2300                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2301         }
2302         return (ret ? 1 : 0);
2303 }
2304
2305 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2306 {
2307         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2308 }
2309
2310 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2311 {
2312         int i;
2313         struct kmem_cache_node *n;
2314
2315         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2316
2317         /* NUMA: free the node structures */
2318         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2319                 kfree(n->shared);
2320                 free_alien_cache(n->alien);
2321                 kfree(n);
2322                 cachep->node[i] = NULL;
2323         }
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Get the memory for a slab management obj.
2328  *
2329  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2330  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2331  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2332  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2333  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2334  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2335  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2336  *
2337  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2338  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2339  */
2340 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2341                                    struct page *page, int colour_off,
2342                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2343 {
2344         void *freelist;
2345         void *addr = page_address(page);
2346
2347         page->s_mem = addr + colour_off;
2348         page->active = 0;
2349
2350         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2351                 freelist = NULL;
2352         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2353                 /* Slab management obj is off-slab. */
2354                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2355                                               local_flags, nodeid);
2356                 if (!freelist)
2357                         return NULL;
2358         } else {
2359                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2360                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2361                                 cachep->freelist_size;
2362         }
2363
2364         return freelist;
2365 }
2366
2367 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2368 {
2369         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2370 }
2371
2372 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2373                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2374 {
2375         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2376 }
2377
2378 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2379 {
2380 #if DEBUG
2381         int i;
2382
2383         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2384                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2385
2386                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2387                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2388
2389                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2390                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2391                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2392                 }
2393                 /*
2394                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2395                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2396                  * They must also be threaded.
2397                  */
2398                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2399                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2400
2401                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2402                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2403                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2404                                            " end of an object");
2405                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2406                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2407                                            " start of an object");
2408                 }
2409                 /* need to poison the objs? */
2410                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2411                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2412                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2413                 }
2414         }
2415 #endif
2416 }
2417
2418 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2419                             struct page *page)
2420 {
2421         int i;
2422
2423         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2424
2425         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2426                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2427                                                 obj_offset(cachep);
2428         }
2429
2430         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2431                 /* constructor could break poison info */
2432                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor)
2433                         cachep->ctor(index_to_obj(cachep, page, i));
2434
2435                 set_free_obj(page, i, i);
2436         }
2437 }
2438
2439 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2440 {
2441         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2442                 if (flags & GFP_DMA)
2443                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2444                 else
2445                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2446         }
2447 }
2448
2449 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2450 {
2451         void *objp;
2452
2453         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2454         page->active++;
2455
2456 #if DEBUG
2457         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2458                 set_store_user_dirty(cachep);
2459 #endif
2460
2461         return objp;
2462 }
2463
2464 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2465                         struct page *page, void *objp)
2466 {
2467         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2468 #if DEBUG
2469         unsigned int i;
2470
2471         /* Verify double free bug */
2472         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2473                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2474                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2475                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2476                         BUG();
2477                 }
2478         }
2479 #endif
2480         page->active--;
2481         if (!page->freelist)
2482                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2483
2484         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2489  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2490  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2491  */
2492 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2493                            void *freelist)
2494 {
2495         page->slab_cache = cache;
2496         page->freelist = freelist;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2501  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2502  */
2503 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2504                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2505 {
2506         void *freelist;
2507         size_t offset;
2508         gfp_t local_flags;
2509         struct kmem_cache_node *n;
2510
2511         /*
2512          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2513          * critical path in kmem_cache_alloc().
2514          */
2515         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2516                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2517                 BUG();
2518         }
2519         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2520
2521         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2522         check_irq_off();
2523         n = get_node(cachep, nodeid);
2524         spin_lock(&n->list_lock);
2525
2526         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2527         offset = n->colour_next;
2528         n->colour_next++;
2529         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2530                 n->colour_next = 0;
2531         spin_unlock(&n->list_lock);
2532
2533         offset *= cachep->colour_off;
2534
2535         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2536                 local_irq_enable();
2537
2538         /*
2539          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2540          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2541          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2542          * will eventually be caught here (where it matters).
2543          */
2544         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2545
2546         /*
2547          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2548          * 'nodeid'.
2549          */
2550         if (!page)
2551                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2552         if (!page)
2553                 goto failed;
2554
2555         /* Get slab management. */
2556         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2557                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2558         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2559                 goto opps1;
2560
2561         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2562
2563         cache_init_objs(cachep, page);
2564
2565         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2566                 local_irq_disable();
2567         check_irq_off();
2568         spin_lock(&n->list_lock);
2569
2570         /* Make slab active. */
2571         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2572         STATS_INC_GROWN(cachep);
2573         n->free_objects += cachep->num;
2574         spin_unlock(&n->list_lock);
2575         return 1;
2576 opps1:
2577         kmem_freepages(cachep, page);
2578 failed:
2579         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2580                 local_irq_disable();
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 #if DEBUG
2585
2586 /*
2587  * Perform extra freeing checks:
2588  * - detect bad pointers.
2589  * - POISON/RED_ZONE checking
2590  */
2591 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2592 {
2593         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2594                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2595                        (unsigned long)objp);
2596                 BUG();
2597         }
2598 }
2599
2600 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2601 {
2602         unsigned long long redzone1, redzone2;
2603
2604         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2605         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2606
2607         /*
2608          * Redzone is ok.
2609          */
2610         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2611                 return;
2612
2613         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2614                 slab_error(cache, "double free detected");
2615         else
2616                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2617
2618         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2619                         obj, redzone1, redzone2);
2620 }
2621
2622 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2623                                    unsigned long caller)
2624 {
2625         unsigned int objnr;
2626         struct page *page;
2627
2628         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2629
2630         objp -= obj_offset(cachep);
2631         kfree_debugcheck(objp);
2632         page = virt_to_head_page(objp);
2633
2634         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2635                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2636                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2637                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2638         }
2639         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2640                 set_store_user_dirty(cachep);
2641                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2642         }
2643
2644         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2645
2646         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2647         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2648
2649         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2650                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2651                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2652         }
2653         return objp;
2654 }
2655
2656 #else
2657 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2658 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2659 #endif
2660
2661 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2662                                                 void **list)
2663 {
2664 #if DEBUG
2665         void *next = *list;
2666         void *objp;
2667
2668         while (next) {
2669                 objp = next - obj_offset(cachep);
2670                 next = *(void **)next;
2671                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2672         }
2673 #endif
2674 }
2675
2676 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2677                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2678                                 void **list)
2679 {
2680         /* move slabp to correct slabp list: */
2681         list_del(&page->lru);
2682         if (page->active == cachep->num) {
2683                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2684                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2685 #if DEBUG
2686                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2687                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2688                                 void **objp = page->freelist;
2689
2690                                 *objp = *list;
2691                                 *list = objp;
2692                         }
2693 #endif
2694                         page->freelist = NULL;
2695                 }
2696         } else
2697                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2698 }
2699
2700 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2701 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2702                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2703 {
2704         if (!page)
2705                 return NULL;
2706
2707         if (pfmemalloc)
2708                 return page;
2709
2710         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2711                 return page;
2712
2713         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2714         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2715                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2716                 return page;
2717         }
2718
2719         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2720         list_del(&page->lru);
2721         if (!page->active)
2722                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2723         else
2724                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2725
2726         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2727                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2728                         return page;
2729         }
2730
2731         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2732                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2733                         return page;
2734         }
2735
2736         return NULL;
2737 }
2738
2739 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2740 {
2741         struct page *page;
2742
2743         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2744                         struct page, lru);
2745         if (!page) {
2746                 n->free_touched = 1;
2747                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2748                                 struct page, lru);
2749         }
2750
2751         if (sk_memalloc_socks())
2752                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2753
2754         return page;
2755 }
2756
2757 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2758                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2759 {
2760         struct page *page;
2761         void *obj;
2762         void *list = NULL;
2763
2764         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2765                 return NULL;
2766
2767         /* Racy check if there is free objects */
2768         if (!n->free_objects)
2769                 return NULL;
2770
2771         spin_lock(&n->list_lock);
2772         page = get_first_slab(n, true);
2773         if (!page) {
2774                 spin_unlock(&n->list_lock);
2775                 return NULL;
2776         }
2777
2778         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2779         n->free_objects--;
2780
2781         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2782
2783         spin_unlock(&n->list_lock);
2784         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2785
2786         return obj;
2787 }
2788
2789 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2790 {
2791         int batchcount;
2792         struct kmem_cache_node *n;
2793         struct array_cache *ac;
2794         int node;
2795         void *list = NULL;
2796
2797         check_irq_off();
2798         node = numa_mem_id();
2799
2800 retry:
2801         ac = cpu_cache_get(cachep);
2802         batchcount = ac->batchcount;
2803         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2804                 /*
2805                  * If there was little recent activity on this cache, then
2806                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2807                  * refill bouncing.
2808                  */
2809                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2810         }
2811         n = get_node(cachep, node);
2812
2813         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2814         spin_lock(&n->list_lock);
2815
2816         /* See if we can refill from the shared array */
2817         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2818                 n->shared->touched = 1;
2819                 goto alloc_done;
2820         }
2821
2822         while (batchcount > 0) {
2823                 struct page *page;
2824                 /* Get slab alloc is to come from. */
2825                 page = get_first_slab(n, false);
2826                 if (!page)
2827                         goto must_grow;
2828
2829                 check_spinlock_acquired(cachep);
2830
2831                 /*
2832                  * The slab was either on partial or free list so
2833                  * there must be at least one object available for
2834                  * allocation.
2835                  */
2836                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2837
2838                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2839                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2840                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2841                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2842
2843                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2844                 }
2845
2846                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2847         }
2848
2849 must_grow:
2850         n->free_objects -= ac->avail;
2851 alloc_done:
2852         spin_unlock(&n->list_lock);
2853         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2854
2855         if (unlikely(!ac->avail)) {
2856                 int x;
2857
2858                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2859                 if (sk_memalloc_socks()) {
2860                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2861
2862                         if (obj)
2863                                 return obj;
2864                 }
2865
2866                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2867
2868                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2869                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2870                 node = numa_mem_id();
2871
2872                 /* no objects in sight? abort */
2873                 if (!x && ac->avail == 0)
2874                         return NULL;
2875
2876                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2877                         goto retry;
2878         }
2879         ac->touched = 1;
2880
2881         return ac->entry[--ac->avail];
2882 }
2883
2884 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2885                                                 gfp_t flags)
2886 {
2887         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2888 #if DEBUG
2889         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2890 #endif
2891 }
2892
2893 #if DEBUG
2894 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2895                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2896 {
2897         if (!objp)
2898                 return objp;
2899         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2900                 check_poison_obj(cachep, objp);
2901                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2902                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2903         }
2904         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2905                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2906
2907         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2908                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2909                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2910                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2911                                                 " object was overwritten");
2912                         printk(KERN_ERR
2913                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2914                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2915                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2916                 }
2917                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2918                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2919         }
2920
2921         objp += obj_offset(cachep);
2922         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2923                 cachep->ctor(objp);
2924         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2925             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2926                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2927                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2928         }
2929         return objp;
2930 }
2931 #else
2932 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2933 #endif
2934
2935 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2936 {
2937         void *objp;
2938         struct array_cache *ac;
2939
2940         check_irq_off();
2941
2942         ac = cpu_cache_get(cachep);
2943         if (likely(ac->avail)) {
2944                 ac->touched = 1;
2945                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2946
2947                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2948                 goto out;
2949         }
2950
2951         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2952         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2953         /*
2954          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2955          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2956          */
2957         ac = cpu_cache_get(cachep);
2958
2959 out:
2960         /*
2961          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2962          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2963          * treat the array pointers as a reference to the object.
2964          */
2965         if (objp)
2966                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2967         return objp;
2968 }
2969
2970 #ifdef CONFIG_NUMA
2971 /*
2972  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2973  *
2974  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2975  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2976  */
2977 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2978 {
2979         int nid_alloc, nid_here;
2980
2981         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2982                 return NULL;
2983         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2984         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2985                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2986         else if (current->mempolicy)
2987                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2988         if (nid_alloc != nid_here)
2989                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2990         return NULL;
2991 }
2992
2993 /*
2994  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2995  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2996  * available node for available objects. If that fails then we
2997  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2998  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2999  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3000  */
3001 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3002 {
3003         struct zonelist *zonelist;
3004         gfp_t local_flags;
3005         struct zoneref *z;
3006         struct zone *zone;
3007         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3008         void *obj = NULL;
3009         int nid;
3010         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3011
3012         if (flags & __GFP_THISNODE)
3013                 return NULL;
3014
3015         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3016
3017 retry_cpuset:
3018         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3019         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3020
3021 retry:
3022         /*
3023          * Look through allowed nodes for objects available
3024          * from existing per node queues.
3025          */
3026         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3027                 nid = zone_to_nid(zone);
3028
3029                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3030                         get_node(cache, nid) &&
3031                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3032                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3033                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3034                                 if (obj)
3035                                         break;
3036                 }
3037         }
3038
3039         if (!obj) {
3040                 /*
3041                  * This allocation will be performed within the constraints
3042                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3043                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3044                  * set and go into memory reserves if necessary.
3045                  */
3046                 struct page *page;
3047
3048                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3049                         local_irq_enable();
3050                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3051                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3052                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3053                         local_irq_disable();
3054                 if (page) {
3055                         /*
3056                          * Insert into the appropriate per node queues
3057                          */
3058                         nid = page_to_nid(page);
3059                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3060                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3061                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3062                                 if (!obj)
3063                                         /*
3064                                          * Another processor may allocate the
3065                                          * objects in the slab since we are
3066                                          * not holding any locks.
3067                                          */
3068                                         goto retry;
3069                         } else {
3070                                 /* cache_grow already freed obj */
3071                                 obj = NULL;
3072                         }
3073                 }
3074         }
3075
3076         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3077                 goto retry_cpuset;
3078         return obj;
3079 }
3080
3081 /*
3082  * A interface to enable slab creation on nodeid
3083  */
3084 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3085                                 int nodeid)
3086 {
3087         struct page *page;
3088         struct kmem_cache_node *n;
3089         void *obj;
3090         void *list = NULL;
3091         int x;
3092
3093         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3094         n = get_node(cachep, nodeid);
3095         BUG_ON(!n);
3096
3097 retry:
3098         check_irq_off();
3099         spin_lock(&n->list_lock);
3100         page = get_first_slab(n, false);
3101         if (!page)
3102                 goto must_grow;
3103
3104         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3105
3106         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3107         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3108         STATS_SET_HIGH(cachep);
3109
3110         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3111
3112         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3113         n->free_objects--;
3114
3115         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3116
3117         spin_unlock(&n->list_lock);
3118         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3119         goto done;
3120
3121 must_grow:
3122         spin_unlock(&n->list_lock);
3123         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3124         if (x)
3125                 goto retry;
3126
3127         return fallback_alloc(cachep, flags);
3128
3129 done:
3130         return obj;
3131 }
3132
3133 static __always_inline void *
3134 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3135                    unsigned long caller)
3136 {
3137         unsigned long save_flags;
3138         void *ptr;
3139         int slab_node = numa_mem_id();
3140
3141         flags &= gfp_allowed_mask;
3142         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3143         if (unlikely(!cachep))
3144                 return NULL;
3145
3146         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3147         local_irq_save(save_flags);
3148
3149         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3150                 nodeid = slab_node;
3151
3152         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3153                 /* Node not bootstrapped yet */
3154                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3155                 goto out;
3156         }
3157
3158         if (nodeid == slab_node) {
3159                 /*
3160                  * Use the locally cached objects if possible.
3161                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3162                  * to other nodes. It may fail while we still have
3163                  * objects on other nodes available.
3164                  */
3165                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3166                 if (ptr)
3167                         goto out;
3168         }
3169         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3170         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3171   out:
3172         local_irq_restore(save_flags);
3173         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3174
3175         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3176                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3177
3178         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3179         return ptr;
3180 }
3181
3182 static __always_inline void *
3183 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3184 {
3185         void *objp;
3186
3187         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3188                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3189                 if (objp)
3190                         goto out;
3191         }
3192         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3193
3194         /*
3195          * We may just have run out of memory on the local node.
3196          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3197          */
3198         if (!objp)
3199                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3200
3201   out:
3202         return objp;
3203 }
3204 #else
3205
3206 static __always_inline void *
3207 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3208 {
3209         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3210 }
3211
3212 #endif /* CONFIG_NUMA */
3213
3214 static __always_inline void *
3215 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3216 {
3217         unsigned long save_flags;
3218         void *objp;
3219
3220         flags &= gfp_allowed_mask;
3221         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3222         if (unlikely(!cachep))
3223                 return NULL;
3224
3225         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3226         local_irq_save(save_flags);
3227         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3228         local_irq_restore(save_flags);
3229         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3230         prefetchw(objp);
3231
3232         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3233                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3234
3235         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3236         return objp;
3237 }
3238
3239 /*
3240  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3241  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3242  */
3243 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3244                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3245 {
3246         int i;
3247         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3248
3249         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3250                 void *objp;
3251                 struct page *page;
3252
3253                 objp = objpp[i];
3254
3255                 page = virt_to_head_page(objp);
3256                 list_del(&page->lru);
3257                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3258                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3259                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3260                 n->free_objects++;
3261
3262                 /* fixup slab chains */
3263                 if (page->active == 0) {
3264                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3265                                 n->free_objects -= cachep->num;
3266                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3267                         } else {
3268                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3269                         }
3270                 } else {
3271                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3272                          * partial list on free - maximum time for the
3273                          * other objects to be freed, too.
3274                          */
3275                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3276                 }
3277         }
3278 }
3279
3280 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3281 {
3282         int batchcount;
3283         struct kmem_cache_node *n;
3284         int node = numa_mem_id();
3285         LIST_HEAD(list);
3286
3287         batchcount = ac->batchcount;
3288
3289         check_irq_off();
3290         n = get_node(cachep, node);
3291         spin_lock(&n->list_lock);
3292         if (n->shared) {
3293                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3294                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3295                 if (max) {
3296                         if (batchcount > max)
3297                                 batchcount = max;
3298                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3299                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3300                         shared_array->avail += batchcount;
3301                         goto free_done;
3302                 }
3303         }
3304
3305         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3306 free_done:
3307 #if STATS
3308         {
3309                 int i = 0;
3310                 struct page *page;
3311
3312                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3313                         BUG_ON(page->active);
3314
3315                         i++;
3316                 }
3317                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3318         }
3319 #endif
3320         spin_unlock(&n->list_lock);
3321         slabs_destroy(cachep, &list);
3322         ac->avail -= batchcount;
3323         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3324 }
3325
3326 /*
3327  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3328  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3329  */
3330 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3331                                 unsigned long caller)
3332 {
3333         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3334
3335         check_irq_off();
3336         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3337         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3338
3339         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3340
3341         /*
3342          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3343          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3344          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3345          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3346          * the cache.
3347          */
3348         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3349                 return;
3350
3351         if (ac->avail < ac->limit) {
3352                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3353         } else {
3354                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3355                 cache_flusharray(cachep, ac);
3356         }
3357
3358         if (sk_memalloc_socks()) {
3359                 cache_free_pfmemalloc(cachep, objp);
3360                 return;
3361         }
3362
3363         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3364 }
3365
3366 /**
3367  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3368  * @cachep: The cache to allocate from.
3369  * @flags: See kmalloc().
3370  *
3371  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3372  * if the cache has no available objects.
3373  */
3374 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3375 {
3376         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3377
3378         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3379                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3380
3381         return ret;
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3384
3385 static __always_inline void
3386 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3387                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3388 {
3389         size_t i;
3390
3391         for (i = 0; i < size; i++)
3392                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3393 }
3394
3395 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3396                           void **p)
3397 {
3398         size_t i;
3399
3400         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3401         if (!s)
3402                 return 0;
3403
3404         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3405
3406         local_irq_disable();
3407         for (i = 0; i < size; i++) {
3408                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3409
3410                 if (unlikely(!objp))
3411                         goto error;
3412                 p[i] = objp;
3413         }
3414         local_irq_enable();
3415
3416         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3417
3418         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3419         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3420                 for (i = 0; i < size; i++)
3421                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3422
3423         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3424         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3425         return size;
3426 error:
3427         local_irq_enable();
3428         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3429         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3430         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3431         return 0;
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3434
3435 #ifdef CONFIG_TRACING
3436 void *
3437 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3438 {
3439         void *ret;
3440
3441         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3442
3443         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3444                       size, cachep->size, flags);
3445         return ret;
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3448 #endif
3449
3450 #ifdef CONFIG_NUMA
3451 /**
3452  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3453  * @cachep: The cache to allocate from.
3454  * @flags: See kmalloc().
3455  * @nodeid: node number of the target node.
3456  *
3457  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3458  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3459  *
3460  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3461  */
3462 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3463 {
3464         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3465
3466         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3467                                     cachep->object_size, cachep->size,
3468                                     flags, nodeid);
3469
3470         return ret;
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3473
3474 #ifdef CONFIG_TRACING
3475 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3476                                   gfp_t flags,
3477                                   int nodeid,
3478                                   size_t size)
3479 {
3480         void *ret;
3481
3482         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3483
3484         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3485                            size, cachep->size,
3486                            flags, nodeid);
3487         return ret;
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3490 #endif
3491
3492 static __always_inline void *
3493 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3494 {
3495         struct kmem_cache *cachep;
3496
3497         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3498         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3499                 return cachep;
3500         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3501 }
3502
3503 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3504 {
3505         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3506 }
3507 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3508
3509 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3510                 int node, unsigned long caller)
3511 {
3512         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3515 #endif /* CONFIG_NUMA */
3516
3517 /**
3518  * __do_kmalloc - allocate memory
3519  * @size: how many bytes of memory are required.
3520  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3521  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3522  */
3523 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3524                                           unsigned long caller)
3525 {
3526         struct kmem_cache *cachep;
3527         void *ret;
3528
3529         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3530         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3531                 return cachep;
3532         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3533
3534         trace_kmalloc(caller, ret,
3535                       size, cachep->size, flags);
3536
3537         return ret;
3538 }
3539
3540 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3541 {
3542         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3545
3546 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3547 {
3548         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3549 }
3550 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3551
3552 /**
3553  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3554  * @cachep: The cache the allocation was from.
3555  * @objp: The previously allocated object.
3556  *
3557  * Free an object which was previously allocated from this
3558  * cache.
3559  */
3560 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3561 {
3562         unsigned long flags;
3563         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3564         if (!cachep)
3565                 return;
3566
3567         local_irq_save(flags);
3568         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3569         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3570                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3571         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3572         local_irq_restore(flags);
3573
3574         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3575 }
3576 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3577
3578 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3579 {
3580         struct kmem_cache *s;
3581         size_t i;
3582
3583         local_irq_disable();
3584         for (i = 0; i < size; i++) {
3585                 void *objp = p[i];
3586
3587                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3588                         s = virt_to_cache(objp);
3589                 else
3590                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3591
3592                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3593                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3594                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3595
3596                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3597         }
3598         local_irq_enable();
3599
3600         /* FIXME: add tracing */
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3603
3604 /**
3605  * kfree - free previously allocated memory
3606  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3607  *
3608  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3609  *
3610  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3611  * or you will run into trouble.
3612  */
3613 void kfree(const void *objp)
3614 {
3615         struct kmem_cache *c;
3616         unsigned long flags;
3617
3618         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3619
3620         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3621                 return;
3622         local_irq_save(flags);
3623         kfree_debugcheck(objp);
3624         c = virt_to_cache(objp);
3625         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3626
3627         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3628         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3629         local_irq_restore(flags);
3630 }
3631 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3632
3633 /*
3634  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3635  */
3636 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3637 {
3638         int node;
3639         struct kmem_cache_node *n;
3640         struct array_cache *new_shared;
3641         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3642
3643         for_each_online_node(node) {
3644
3645                 if (use_alien_caches) {
3646                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3647                         if (!new_alien)
3648                                 goto fail;
3649                 }
3650
3651                 new_shared = NULL;
3652                 if (cachep->shared) {
3653                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3654                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3655                                         0xbaadf00d, gfp);
3656                         if (!new_shared) {
3657                                 free_alien_cache(new_alien);
3658                                 goto fail;
3659                         }
3660                 }
3661
3662                 n = get_node(cachep, node);
3663                 if (n) {
3664                         struct array_cache *shared = n->shared;
3665                         LIST_HEAD(list);
3666
3667                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3668
3669                         if (shared)
3670                                 free_block(cachep, shared->entry,
3671                                                 shared->avail, node, &list);
3672
3673                         n->shared = new_shared;
3674                         if (!n->alien) {
3675                                 n->alien = new_alien;
3676                                 new_alien = NULL;
3677                         }
3678                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3679                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3680                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3681                         slabs_destroy(cachep, &list);
3682                         kfree(shared);
3683                         free_alien_cache(new_alien);
3684                         continue;
3685                 }
3686                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3687                 if (!n) {
3688                         free_alien_cache(new_alien);
3689                         kfree(new_shared);
3690                         goto fail;
3691                 }
3692
3693                 kmem_cache_node_init(n);
3694                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3695                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3696                 n->shared = new_shared;
3697                 n->alien = new_alien;
3698                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3699                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3700                 cachep->node[node] = n;
3701         }
3702         return 0;
3703
3704 fail:
3705         if (!cachep->list.next) {
3706                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3707                 node--;
3708                 while (node >= 0) {
3709                         n = get_node(cachep, node);
3710                         if (n) {
3711                                 kfree(n->shared);
3712                                 free_alien_cache(n->alien);
3713                                 kfree(n);
3714                                 cachep->node[node] = NULL;
3715                         }
3716                         node--;
3717                 }
3718         }
3719         return -ENOMEM;
3720 }
3721
3722 /* Always called with the slab_mutex held */
3723 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3724                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3725 {
3726         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3727         int cpu;
3728
3729         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3730         if (!cpu_cache)
3731                 return -ENOMEM;
3732
3733         prev = cachep->cpu_cache;
3734         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3735         kick_all_cpus_sync();
3736
3737         check_irq_on();
3738         cachep->batchcount = batchcount;
3739         cachep->limit = limit;
3740         cachep->shared = shared;
3741
3742         if (!prev)
3743                 goto alloc_node;
3744
3745         for_each_online_cpu(cpu) {
3746                 LIST_HEAD(list);
3747                 int node;
3748                 struct kmem_cache_node *n;
3749                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3750
3751                 node = cpu_to_mem(cpu);
3752                 n = get_node(cachep, node);
3753                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3754                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3755                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3756                 slabs_destroy(cachep, &list);
3757         }
3758         free_percpu(prev);
3759
3760 alloc_node:
3761         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3762 }
3763
3764 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3765                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3766 {
3767         int ret;
3768         struct kmem_cache *c;
3769
3770         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3771
3772         if (slab_state < FULL)
3773                 return ret;
3774
3775         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3776                 return ret;
3777
3778         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3779         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3780                 /* return value determined by the root cache only */
3781                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3782         }
3783
3784         return ret;
3785 }
3786
3787 /* Called with slab_mutex held always */
3788 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3789 {
3790         int err;
3791         int limit = 0;
3792         int shared = 0;
3793         int batchcount = 0;
3794
3795         if (!is_root_cache(cachep)) {
3796                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3797                 limit = root->limit;
3798                 shared = root->shared;
3799                 batchcount = root->batchcount;
3800         }
3801
3802         if (limit && shared && batchcount)
3803                 goto skip_setup;
3804         /*
3805          * The head array serves three purposes:
3806          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3807          * - reduce the number of spinlock operations.
3808          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3809          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3810          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3811          * Bonwick.
3812          */
3813         if (cachep->size > 131072)
3814                 limit = 1;
3815         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3816                 limit = 8;
3817         else if (cachep->size > 1024)
3818                 limit = 24;
3819         else if (cachep->size > 256)
3820                 limit = 54;
3821         else
3822                 limit = 120;
3823
3824         /*
3825          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3826          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3827          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3828          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3829          * replaces Bonwick's magazine layer.
3830          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3831          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3832          */
3833         shared = 0;
3834         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3835                 shared = 8;
3836
3837 #if DEBUG
3838         /*
3839          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3840          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3841          */
3842         if (limit > 32)
3843                 limit = 32;
3844 #endif
3845         batchcount = (limit + 1) / 2;
3846 skip_setup:
3847         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3848         if (err)
3849                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3850                        cachep->name, -err);
3851         return err;
3852 }
3853
3854 /*
3855  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3856  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3857  * if drain_array() is used on the shared array.
3858  */
3859 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3860                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3861 {
3862         LIST_HEAD(list);
3863         int tofree;
3864
3865         if (!ac || !ac->avail)
3866                 return;
3867         if (ac->touched && !force) {
3868                 ac->touched = 0;
3869         } else {
3870                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3871                 if (ac->avail) {
3872                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3873                         if (tofree > ac->avail)
3874                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3875                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3876                         ac->avail -= tofree;
3877                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3878                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3879                 }
3880                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3881                 slabs_destroy(cachep, &list);
3882         }
3883 }
3884
3885 /**
3886  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3887  * @w: work descriptor
3888  *
3889  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3890  * Purpose:
3891  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3892  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3893  *
3894  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3895  * again on the next iteration.
3896  */
3897 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3898 {
3899         struct kmem_cache *searchp;
3900         struct kmem_cache_node *n;
3901         int node = numa_mem_id();
3902         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3903
3904         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3905                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3906                 goto out;
3907
3908         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3909                 check_irq_on();
3910
3911                 /*
3912                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3913                  * have established with reasonable certainty that
3914                  * we can do some work if the lock was obtained.
3915                  */
3916                 n = get_node(searchp, node);
3917
3918                 reap_alien(searchp, n);
3919
3920                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3921
3922                 /*
3923                  * These are racy checks but it does not matter
3924                  * if we skip one check or scan twice.
3925                  */
3926                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3927                         goto next;
3928
3929                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3930
3931                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3932
3933                 if (n->free_touched)
3934                         n->free_touched = 0;
3935                 else {
3936                         int freed;
3937
3938                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3939                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3940                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3941                 }
3942 next:
3943                 cond_resched();
3944         }
3945         check_irq_on();
3946         mutex_unlock(&slab_mutex);
3947         next_reap_node();
3948 out:
3949         /* Set up the next iteration */
3950         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3951 }
3952
3953 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3954 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3955 {
3956         struct page *page;
3957         unsigned long active_objs;
3958         unsigned long num_objs;
3959         unsigned long active_slabs = 0;
3960         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3961         const char *name;
3962         char *error = NULL;
3963         int node;
3964         struct kmem_cache_node *n;
3965
3966         active_objs = 0;
3967         num_slabs = 0;
3968         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3969
3970                 check_irq_on();
3971                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3972
3973                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3974                         if (page->active != cachep->num && !error)
3975                                 error = "slabs_full accounting error";
3976                         active_objs += cachep->num;
3977                         active_slabs++;
3978                 }
3979                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3980                         if (page->active == cachep->num && !error)
3981                                 error = "slabs_partial accounting error";
3982                         if (!page->active && !error)
3983                                 error = "slabs_partial accounting error";
3984                         active_objs += page->active;
3985                         active_slabs++;
3986                 }
3987                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3988                         if (page->active && !error)
3989                                 error = "slabs_free accounting error";
3990                         num_slabs++;
3991                 }
3992                 free_objects += n->free_objects;
3993                 if (n->shared)
3994                         shared_avail += n->shared->avail;
3995
3996                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3997         }
3998         num_slabs += active_slabs;
3999         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4000         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4001                 error = "free_objects accounting error";
4002
4003         name = cachep->name;
4004         if (error)
4005                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4006
4007         sinfo->active_objs = active_objs;
4008         sinfo->num_objs = num_objs;
4009         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4010         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4011         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4012         sinfo->limit = cachep->limit;
4013         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4014         sinfo->shared = cachep->shared;
4015         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4016         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4017 }
4018
4019 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4020 {
4021 #if STATS
4022         {                       /* node stats */
4023                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4024                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4025                 unsigned long grown = cachep->grown;
4026                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4027                 unsigned long errors = cachep->errors;
4028                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4029                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4030                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4031                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4032
4033                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4034                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4035                            allocs, high, grown,
4036                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4037                            node_frees, overflows);
4038         }
4039         /* cpu stats */
4040         {
4041                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4042                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4043                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4044                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4045
4046                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4047                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4048         }
4049 #endif
4050 }
4051
4052 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4053 /**
4054  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4055  * @file: unused
4056  * @buffer: user buffer
4057  * @count: data length
4058  * @ppos: unused
4059  */
4060 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4061                        size_t count, loff_t *ppos)
4062 {
4063         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4064         int limit, batchcount, shared, res;
4065         struct kmem_cache *cachep;
4066
4067         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4068                 return -EINVAL;
4069         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4070                 return -EFAULT;
4071         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4072
4073         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4074         if (!tmp)
4075                 return -EINVAL;
4076         *tmp = '\0';
4077         tmp++;
4078         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4079                 return -EINVAL;
4080
4081         /* Find the cache in the chain of caches. */
4082         mutex_lock(&slab_mutex);
4083         res = -EINVAL;
4084         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4085                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4086                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4087                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4088                                 res = 0;
4089                         } else {
4090                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4091                                                        batchcount, shared,
4092                                                        GFP_KERNEL);
4093                         }
4094                         break;
4095                 }
4096         }
4097         mutex_unlock(&slab_mutex);
4098         if (res >= 0)
4099                 res = count;
4100         return res;
4101 }
4102
4103 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4104
4105 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4106 {
4107         unsigned long *p;
4108         int l;
4109         if (!v)
4110                 return 1;
4111         l = n[1];
4112         p = n + 2;
4113         while (l) {
4114                 int i = l/2;
4115                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4116                 if (*q == v) {
4117                         q[1]++;
4118                         return 1;
4119                 }
4120                 if (*q > v) {
4121                         l = i;
4122                 } else {
4123                         p = q + 2;
4124                         l -= i + 1;
4125                 }
4126         }
4127         if (++n[1] == n[0])
4128                 return 0;
4129         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4130         p[0] = v;
4131         p[1] = 1;
4132         return 1;
4133 }
4134
4135 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4136                                                 struct page *page)
4137 {
4138         void *p;
4139         int i, j;
4140         unsigned long v;
4141
4142         if (n[0] == n[1])
4143                 return;
4144         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4145                 bool active = true;
4146
4147                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4148                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4149                                 active = false;
4150                                 break;
4151                         }
4152                 }
4153
4154                 if (!active)
4155                         continue;
4156
4157                 /*
4158                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4159                  * mapping is established when actual object allocation and
4160                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4161                  * cache.
4162                  */
4163                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4164                         continue;
4165
4166                 if (!add_caller(n, v))
4167                         return;
4168         }
4169 }
4170
4171 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4172 {
4173 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4174         unsigned long offset, size;
4175         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4176
4177         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4178                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4179                 if (modname[0])
4180                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4181                 return;
4182         }
4183 #endif
4184         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4185 }
4186
4187 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4188 {
4189         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4190         struct page *page;
4191         struct kmem_cache_node *n;
4192         const char *name;
4193         unsigned long *x = m->private;
4194         int node;
4195         int i;
4196
4197         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4198                 return 0;
4199         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4200                 return 0;
4201
4202         /*
4203          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4204          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4205          * during the processing, information would be wrong so restart
4206          * whole processing.
4207          */
4208         do {
4209                 set_store_user_clean(cachep);
4210                 drain_cpu_caches(cachep);
4211
4212                 x[1] = 0;
4213
4214                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4215
4216                         check_irq_on();
4217                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4218
4219                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4220                                 handle_slab(x, cachep, page);
4221                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4222                                 handle_slab(x, cachep, page);
4223                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4224                 }
4225         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4226
4227         name = cachep->name;
4228         if (x[0] == x[1]) {
4229                 /* Increase the buffer size */
4230                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4231                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4232                 if (!m->private) {
4233                         /* Too bad, we are really out */
4234                         m->private = x;
4235                         mutex_lock(&slab_mutex);
4236                         return -ENOMEM;
4237                 }
4238                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4239                 kfree(x);
4240                 mutex_lock(&slab_mutex);
4241                 /* Now make sure this entry will be retried */
4242                 m->count = m->size;
4243                 return 0;
4244         }
4245         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4246                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4247                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4248                 seq_putc(m, '\n');
4249         }
4250
4251         return 0;
4252 }
4253
4254 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4255         .start = slab_start,
4256         .next = slab_next,
4257         .stop = slab_stop,
4258         .show = leaks_show,
4259 };
4260
4261 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4262 {
4263         unsigned long *n;
4264
4265         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4266         if (!n)
4267                 return -ENOMEM;
4268
4269         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4270
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4275         .open           = slabstats_open,
4276         .read           = seq_read,
4277         .llseek         = seq_lseek,
4278         .release        = seq_release_private,
4279 };
4280 #endif
4281
4282 static int __init slab_proc_init(void)
4283 {
4284 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4285         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4286 #endif
4287         return 0;
4288 }
4289 module_init(slab_proc_init);
4290 #endif
4291
4292 /**
4293  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4294  * @objp: Pointer to the object
4295  *
4296  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4297  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4298  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4299  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4300  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4301  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4302  * must not be freed during the duration of the call.
4303  */
4304 size_t ksize(const void *objp)
4305 {
4306         BUG_ON(!objp);
4307         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4308                 return 0;
4309
4310         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4311 }
4312 EXPORT_SYMBOL(ksize);