Merge branches 'pm-avs', 'pm-clk', 'pm-devfreq' and 'pm-sleep'
[cascardo/linux.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
427
428 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
431 }
432
433 /*
434  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
435  */
436 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over)
438 {
439         unsigned int num;
440         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
441
442         /*
443          * The slab management structure can be either off the slab or
444          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
445          * slab is used for:
446          *
447          * - @buffer_size bytes for each object
448          * - One freelist_idx_t for each object
449          *
450          * We don't need to consider alignment of freelist because
451          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
452          * at the correct alignment.
453          *
454          * If the slab management structure is off the slab, then the
455          * alignment will already be calculated into the size. Because
456          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
457          * correct alignment when allocated.
458          */
459         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
460                 num = slab_size / buffer_size;
461                 *left_over = slab_size % buffer_size;
462         } else {
463                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464                 *left_over = slab_size %
465                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
466         }
467
468         return num;
469 }
470
471 #if DEBUG
472 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
473
474 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
475                         char *msg)
476 {
477         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
478                function, cachep->name, msg);
479         dump_stack();
480         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
481 }
482 #endif
483
484 /*
485  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
486  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
487  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
488  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
489  * line
490   */
491
492 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
493 static int __init noaliencache_setup(char *s)
494 {
495         use_alien_caches = 0;
496         return 1;
497 }
498 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
499
500 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
501 {
502         get_option(&str, &slab_max_order);
503         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
504                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
505         slab_max_order_set = true;
506
507         return 1;
508 }
509 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
510
511 #ifdef CONFIG_NUMA
512 /*
513  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
514  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
515  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
516  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
517  */
518 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
519
520 static void init_reap_node(int cpu)
521 {
522         int node;
523
524         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
525         if (node == MAX_NUMNODES)
526                 node = first_node(node_online_map);
527
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
529 }
530
531 static void next_reap_node(void)
532 {
533         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
534
535         node = next_node(node, node_online_map);
536         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
537                 node = first_node(node_online_map);
538         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
539 }
540
541 #else
542 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
543 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
544 #endif
545
546 /*
547  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
548  * via the workqueue/eventd.
549  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
550  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
551  * lock.
552  */
553 static void start_cpu_timer(int cpu)
554 {
555         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
556
557         /*
558          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
559          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
560          * at that time.
561          */
562         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
563                 init_reap_node(cpu);
564                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
565                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
566                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
567         }
568 }
569
570 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
571 {
572         /*
573          * The array_cache structures contain pointers to free object.
574          * However, when such objects are allocated or transferred to another
575          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
576          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
577          * not scan such objects.
578          */
579         kmemleak_no_scan(ac);
580         if (ac) {
581                 ac->avail = 0;
582                 ac->limit = limit;
583                 ac->batchcount = batch;
584                 ac->touched = 0;
585         }
586 }
587
588 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
589                                             int batchcount, gfp_t gfp)
590 {
591         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
592         struct array_cache *ac = NULL;
593
594         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
595         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
596         return ac;
597 }
598
599 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
600                                         struct page *page, void *objp)
601 {
602         struct kmem_cache_node *n;
603         int page_node;
604         LIST_HEAD(list);
605
606         page_node = page_to_nid(page);
607         n = get_node(cachep, page_node);
608
609         spin_lock(&n->list_lock);
610         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
611         spin_unlock(&n->list_lock);
612
613         slabs_destroy(cachep, &list);
614 }
615
616 /*
617  * Transfer objects in one arraycache to another.
618  * Locking must be handled by the caller.
619  *
620  * Return the number of entries transferred.
621  */
622 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
623                 struct array_cache *from, unsigned int max)
624 {
625         /* Figure out how many entries to transfer */
626         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
627
628         if (!nr)
629                 return 0;
630
631         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
632                         sizeof(void *) *nr);
633
634         from->avail -= nr;
635         to->avail += nr;
636         return nr;
637 }
638
639 #ifndef CONFIG_NUMA
640
641 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
642 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
643
644 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
645                                                 int limit, gfp_t gfp)
646 {
647         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
648 }
649
650 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
651 {
652 }
653
654 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
655 {
656         return 0;
657 }
658
659 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
660                 gfp_t flags)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
666                  gfp_t flags, int nodeid)
667 {
668         return NULL;
669 }
670
671 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
672 {
673         return flags;
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         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1354                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1355         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1356                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1357
1358         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1359                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1360                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1364                         active_objs += cachep->num;
1365                         active_slabs++;
1366                 }
1367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1368                         active_objs += page->active;
1369                         active_slabs++;
1370                 }
1371                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1372                         num_slabs++;
1373
1374                 free_objects += n->free_objects;
1375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1376
1377                 num_slabs += active_slabs;
1378                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1379                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1380                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1381                         free_objects);
1382         }
1383 #endif
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1388  * kmem_cache_node ->list_lock.
1389  *
1390  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1391  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1392  * would be relatively rare and ignorable.
1393  */
1394 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1395                                                                 int nodeid)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         int nr_pages;
1399
1400         flags |= cachep->allocflags;
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1403
1404         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1405         if (!page) {
1406                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1411                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1416         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1417                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1418                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1419         else
1420                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1421                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1422
1423         __SetPageSlab(page);
1424         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1425         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1426                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1427
1428         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1429                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1430
1431                 if (cachep->ctor)
1432                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1433                 else
1434                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1435         }
1436
1437         return page;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1444 {
1445         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1446
1447         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1448
1449         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1450                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1451                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1452         else
1453                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1454                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1455
1456         BUG_ON(!PageSlab(page));
1457         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1458         __ClearPageSlab(page);
1459         page_mapcount_reset(page);
1460         page->mapping = NULL;
1461
1462         if (current->reclaim_state)
1463                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1464         __free_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1465 }
1466
1467 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1468 {
1469         struct kmem_cache *cachep;
1470         struct page *page;
1471
1472         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1473         cachep = page->slab_cache;
1474
1475         kmem_freepages(cachep, page);
1476 }
1477
1478 #if DEBUG
1479 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1480 {
1481         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1482                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1483                 return true;
1484
1485         return false;
1486 }
1487
1488 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1489 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1490                             unsigned long caller)
1491 {
1492         int size = cachep->object_size;
1493
1494         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1495
1496         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1497                 return;
1498
1499         *addr++ = 0x12345678;
1500         *addr++ = caller;
1501         *addr++ = smp_processor_id();
1502         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1503         {
1504                 unsigned long *sptr = &caller;
1505                 unsigned long svalue;
1506
1507                 while (!kstack_end(sptr)) {
1508                         svalue = *sptr++;
1509                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1510                                 *addr++ = svalue;
1511                                 size -= sizeof(unsigned long);
1512                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1513                                         break;
1514                         }
1515                 }
1516
1517         }
1518         *addr++ = 0x87654321;
1519 }
1520
1521 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1522                                 int map, unsigned long caller)
1523 {
1524         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1525                 return;
1526
1527         if (caller)
1528                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1529
1530         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1531 }
1532
1533 #else
1534 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1535                                 int map, unsigned long caller) {}
1536
1537 #endif
1538
1539 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1540 {
1541         int size = cachep->object_size;
1542         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1543
1544         memset(addr, val, size);
1545         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1546 }
1547
1548 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1549 {
1550         int i;
1551         unsigned char error = 0;
1552         int bad_count = 0;
1553
1554         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1555         for (i = 0; i < limit; i++) {
1556                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1557                         error = data[offset + i];
1558                         bad_count++;
1559                 }
1560         }
1561         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1562                         &data[offset], limit, 1);
1563
1564         if (bad_count == 1) {
1565                 error ^= POISON_FREE;
1566                 if (!(error & (error - 1))) {
1567                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1568                                         "bad RAM.\n");
1569 #ifdef CONFIG_X86
1570                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1571                                         "test tool.\n");
1572 #else
1573                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1574 #endif
1575                 }
1576         }
1577 }
1578 #endif
1579
1580 #if DEBUG
1581
1582 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1583 {
1584         int i, size;
1585         char *realobj;
1586
1587         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1588                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1589                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1590                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1591         }
1592
1593         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1594                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1595                        *dbg_userword(cachep, objp),
1596                        *dbg_userword(cachep, objp));
1597         }
1598         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1599         size = cachep->object_size;
1600         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1601                 int limit;
1602                 limit = 16;
1603                 if (i + limit > size)
1604                         limit = size - i;
1605                 dump_line(realobj, i, limit);
1606         }
1607 }
1608
1609 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1610 {
1611         char *realobj;
1612         int size, i;
1613         int lines = 0;
1614
1615         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1616                 return;
1617
1618         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1619         size = cachep->object_size;
1620
1621         for (i = 0; i < size; i++) {
1622                 char exp = POISON_FREE;
1623                 if (i == size - 1)
1624                         exp = POISON_END;
1625                 if (realobj[i] != exp) {
1626                         int limit;
1627                         /* Mismatch ! */
1628                         /* Print header */
1629                         if (lines == 0) {
1630                                 printk(KERN_ERR
1631                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1632                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1633                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1634                         }
1635                         /* Hexdump the affected line */
1636                         i = (i / 16) * 16;
1637                         limit = 16;
1638                         if (i + limit > size)
1639                                 limit = size - i;
1640                         dump_line(realobj, i, limit);
1641                         i += 16;
1642                         lines++;
1643                         /* Limit to 5 lines */
1644                         if (lines > 5)
1645                                 break;
1646                 }
1647         }
1648         if (lines != 0) {
1649                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1650                  * exist:
1651                  */
1652                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1653                 unsigned int objnr;
1654
1655                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1656                 if (objnr) {
1657                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1658                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1659                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1660                                realobj, size);
1661                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1662                 }
1663                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1664                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1665                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1666                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1667                                realobj, size);
1668                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1669                 }
1670         }
1671 }
1672 #endif
1673
1674 #if DEBUG
1675 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1676                                                 struct page *page)
1677 {
1678         int i;
1679
1680         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1681                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1682                         POISON_FREE);
1683         }
1684
1685         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1686                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1687
1688                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1689                         check_poison_obj(cachep, objp);
1690                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1691                 }
1692                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1693                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1694                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1695                                            "was overwritten");
1696                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1697                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1698                                            "was overwritten");
1699                 }
1700         }
1701 }
1702 #else
1703 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1704                                                 struct page *page)
1705 {
1706 }
1707 #endif
1708
1709 /**
1710  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1711  * @cachep: cache pointer being destroyed
1712  * @page: page pointer being destroyed
1713  *
1714  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1715  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1716  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1717  */
1718 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1719 {
1720         void *freelist;
1721
1722         freelist = page->freelist;
1723         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1724         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1725                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1726         else
1727                 kmem_freepages(cachep, page);
1728
1729         /*
1730          * From now on, we don't use freelist
1731          * although actual page can be freed in rcu context
1732          */
1733         if (OFF_SLAB(cachep))
1734                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1735 }
1736
1737 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1738 {
1739         struct page *page, *n;
1740
1741         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1742                 list_del(&page->lru);
1743                 slab_destroy(cachep, page);
1744         }
1745 }
1746
1747 /**
1748  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1749  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1750  * @size: size of objects to be created in this cache.
1751  * @flags: slab allocation flags
1752  *
1753  * Also calculates the number of objects per slab.
1754  *
1755  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1756  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1757  * towards high-order requests, this should be changed.
1758  */
1759 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1760                                 size_t size, unsigned long flags)
1761 {
1762         size_t left_over = 0;
1763         int gfporder;
1764
1765         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1766                 unsigned int num;
1767                 size_t remainder;
1768
1769                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1770                 if (!num)
1771                         continue;
1772
1773                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1774                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1775                         break;
1776
1777                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1778                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1779                         size_t freelist_size;
1780
1781                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1782                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1783                         if (!freelist_cache)
1784                                 continue;
1785
1786                         /*
1787                          * Needed to avoid possible looping condition
1788                          * in cache_grow()
1789                          */
1790                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1791                                 continue;
1792
1793                         /* check if off slab has enough benefit */
1794                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1795                                 continue;
1796                 }
1797
1798                 /* Found something acceptable - save it away */
1799                 cachep->num = num;
1800                 cachep->gfporder = gfporder;
1801                 left_over = remainder;
1802
1803                 /*
1804                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1805                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1806                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1807                  */
1808                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1809                         break;
1810
1811                 /*
1812                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1813                  * currently bad for the gfp()s.
1814                  */
1815                 if (gfporder >= slab_max_order)
1816                         break;
1817
1818                 /*
1819                  * Acceptable internal fragmentation?
1820                  */
1821                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1822                         break;
1823         }
1824         return left_over;
1825 }
1826
1827 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1828                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1829 {
1830         int cpu;
1831         size_t size;
1832         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1833
1834         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1835         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1836
1837         if (!cpu_cache)
1838                 return NULL;
1839
1840         for_each_possible_cpu(cpu) {
1841                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1842                                 entries, batchcount);
1843         }
1844
1845         return cpu_cache;
1846 }
1847
1848 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1849 {
1850         if (slab_state >= FULL)
1851                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1852
1853         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1854         if (!cachep->cpu_cache)
1855                 return 1;
1856
1857         if (slab_state == DOWN) {
1858                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1859                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1860         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1861                 /* For kmem_cache_node */
1862                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1863         } else {
1864                 int node;
1865
1866                 for_each_online_node(node) {
1867                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1868                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1869                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1870                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1871                 }
1872         }
1873
1874         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1875                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1876                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1877
1878         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1879         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1880         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1881         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1882         cachep->batchcount = 1;
1883         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1888         unsigned long flags, const char *name,
1889         void (*ctor)(void *))
1890 {
1891         return flags;
1892 }
1893
1894 struct kmem_cache *
1895 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1896                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1897 {
1898         struct kmem_cache *cachep;
1899
1900         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1901         if (cachep) {
1902                 cachep->refcount++;
1903
1904                 /*
1905                  * Adjust the object sizes so that we clear
1906                  * the complete object on kzalloc.
1907                  */
1908                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1909         }
1910         return cachep;
1911 }
1912
1913 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1914                         size_t size, unsigned long flags)
1915 {
1916         size_t left;
1917
1918         cachep->num = 0;
1919
1920         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1921                 return false;
1922
1923         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1924                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1925         if (!cachep->num)
1926                 return false;
1927
1928         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1929                 return false;
1930
1931         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1932
1933         return true;
1934 }
1935
1936 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1937                         size_t size, unsigned long flags)
1938 {
1939         size_t left;
1940
1941         cachep->num = 0;
1942
1943         /*
1944          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1945          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1946          */
1947         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1948                 return false;
1949
1950         /*
1951          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1952          * off-slab (should allow better packing of objs).
1953          */
1954         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1955         if (!cachep->num)
1956                 return false;
1957
1958         /*
1959          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1960          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1961          */
1962         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1963                 return false;
1964
1965         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1966
1967         return true;
1968 }
1969
1970 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1971                         size_t size, unsigned long flags)
1972 {
1973         size_t left;
1974
1975         cachep->num = 0;
1976
1977         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1978         if (!cachep->num)
1979                 return false;
1980
1981         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1982
1983         return true;
1984 }
1985
1986 /**
1987  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1988  * @cachep: cache management descriptor
1989  * @flags: SLAB flags
1990  *
1991  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1992  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1993  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1994  *
1995  * The flags are
1996  *
1997  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1998  * to catch references to uninitialised memory.
1999  *
2000  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2001  * for buffer overruns.
2002  *
2003  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2004  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2005  * as davem.
2006  */
2007 int
2008 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2009 {
2010         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2011         gfp_t gfp;
2012         int err;
2013         size_t size = cachep->size;
2014
2015 #if DEBUG
2016 #if FORCED_DEBUG
2017         /*
2018          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2019          * large objects, if the increased size would increase the object size
2020          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2021          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2022          */
2023         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2024                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2025                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2026         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2027                 flags |= SLAB_POISON;
2028 #endif
2029 #endif
2030
2031         /*
2032          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2033          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2034          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2035          */
2036         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2037                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2038                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2039         }
2040
2041         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2042                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2043                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2044                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2045                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2046                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2047         }
2048
2049         /* 3) caller mandated alignment */
2050         if (ralign < cachep->align) {
2051                 ralign = cachep->align;
2052         }
2053         /* disable debug if necessary */
2054         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2055                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2056         /*
2057          * 4) Store it.
2058          */
2059         cachep->align = ralign;
2060         cachep->colour_off = cache_line_size();
2061         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2062         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2063                 cachep->colour_off = cachep->align;
2064
2065         if (slab_is_available())
2066                 gfp = GFP_KERNEL;
2067         else
2068                 gfp = GFP_NOWAIT;
2069
2070 #if DEBUG
2071
2072         /*
2073          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2074          * into align above.
2075          */
2076         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2077                 /* add space for red zone words */
2078                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2079                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2080         }
2081         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2082                 /* user store requires one word storage behind the end of
2083                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2084                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2085                  */
2086                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2087                         size += REDZONE_ALIGN;
2088                 else
2089                         size += BYTES_PER_WORD;
2090         }
2091 #endif
2092
2093         size = ALIGN(size, cachep->align);
2094         /*
2095          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2096          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2097          */
2098         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2099                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2100
2101 #if DEBUG
2102         /*
2103          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2104          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2105          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2106          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2107          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2108          */
2109         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2110                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2111                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2112                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2113
2114                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2115                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2116                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2117                                 size = tmp_size;
2118                                 goto done;
2119                         }
2120                 }
2121         }
2122 #endif
2123
2124         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2125                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2126                 goto done;
2127         }
2128
2129         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2130                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2131                 goto done;
2132         }
2133
2134         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2135                 goto done;
2136
2137         return -E2BIG;
2138
2139 done:
2140         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2141         cachep->flags = flags;
2142         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2143         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2144                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2145         cachep->size = size;
2146         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2147
2148 #if DEBUG
2149         /*
2150          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2151          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2152          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2153          */
2154         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2155                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2156                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2157                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2158 #endif
2159
2160         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2161                 cachep->freelist_cache =
2162                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2163         }
2164
2165         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2166         if (err) {
2167                 __kmem_cache_release(cachep);
2168                 return err;
2169         }
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 #if DEBUG
2175 static void check_irq_off(void)
2176 {
2177         BUG_ON(!irqs_disabled());
2178 }
2179
2180 static void check_irq_on(void)
2181 {
2182         BUG_ON(irqs_disabled());
2183 }
2184
2185 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2186 {
2187 #ifdef CONFIG_SMP
2188         check_irq_off();
2189         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2190 #endif
2191 }
2192
2193 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2194 {
2195 #ifdef CONFIG_SMP
2196         check_irq_off();
2197         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2198 #endif
2199 }
2200
2201 #else
2202 #define check_irq_off() do { } while(0)
2203 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2204 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2205 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2206 #endif
2207
2208 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2209                         struct array_cache *ac,
2210                         int force, int node);
2211
2212 static void do_drain(void *arg)
2213 {
2214         struct kmem_cache *cachep = arg;
2215         struct array_cache *ac;
2216         int node = numa_mem_id();
2217         struct kmem_cache_node *n;
2218         LIST_HEAD(list);
2219
2220         check_irq_off();
2221         ac = cpu_cache_get(cachep);
2222         n = get_node(cachep, node);
2223         spin_lock(&n->list_lock);
2224         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2225         spin_unlock(&n->list_lock);
2226         slabs_destroy(cachep, &list);
2227         ac->avail = 0;
2228 }
2229
2230 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2231 {
2232         struct kmem_cache_node *n;
2233         int node;
2234
2235         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2236         check_irq_on();
2237         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2238                 if (n->alien)
2239                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2240
2241         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2242                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Remove slabs from the list of free slabs.
2247  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2248  *
2249  * Returns the actual number of slabs released.
2250  */
2251 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2252                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2253 {
2254         struct list_head *p;
2255         int nr_freed;
2256         struct page *page;
2257
2258         nr_freed = 0;
2259         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2260
2261                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2262                 p = n->slabs_free.prev;
2263                 if (p == &n->slabs_free) {
2264                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2265                         goto out;
2266                 }
2267
2268                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2269                 list_del(&page->lru);
2270                 /*
2271                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2272                  * to the cache.
2273                  */
2274                 n->free_objects -= cache->num;
2275                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2276                 slab_destroy(cache, page);
2277                 nr_freed++;
2278         }
2279 out:
2280         return nr_freed;
2281 }
2282
2283 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2284 {
2285         int ret = 0;
2286         int node;
2287         struct kmem_cache_node *n;
2288
2289         drain_cpu_caches(cachep);
2290
2291         check_irq_on();
2292         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2293                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2294
2295                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2296                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2297         }
2298         return (ret ? 1 : 0);
2299 }
2300
2301 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2302 {
2303         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2304 }
2305
2306 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2307 {
2308         int i;
2309         struct kmem_cache_node *n;
2310
2311         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2312
2313         /* NUMA: free the node structures */
2314         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2315                 kfree(n->shared);
2316                 free_alien_cache(n->alien);
2317                 kfree(n);
2318                 cachep->node[i] = NULL;
2319         }
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Get the memory for a slab management obj.
2324  *
2325  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2326  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2327  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2328  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2329  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2330  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2331  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2332  *
2333  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2334  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2335  */
2336 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2337                                    struct page *page, int colour_off,
2338                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2339 {
2340         void *freelist;
2341         void *addr = page_address(page);
2342
2343         page->s_mem = addr + colour_off;
2344         page->active = 0;
2345
2346         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2347                 freelist = NULL;
2348         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2349                 /* Slab management obj is off-slab. */
2350                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2351                                               local_flags, nodeid);
2352                 if (!freelist)
2353                         return NULL;
2354         } else {
2355                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2356                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2357                                 cachep->freelist_size;
2358         }
2359
2360         return freelist;
2361 }
2362
2363 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2364 {
2365         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2366 }
2367
2368 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2369                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2370 {
2371         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2372 }
2373
2374 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2375 {
2376 #if DEBUG
2377         int i;
2378
2379         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2380                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2381
2382                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2383                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2384
2385                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2386                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2387                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2388                 }
2389                 /*
2390                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2391                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2392                  * They must also be threaded.
2393                  */
2394                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2395                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2396
2397                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2398                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2399                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2400                                            " end of an object");
2401                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2402                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2403                                            " start of an object");
2404                 }
2405                 /* need to poison the objs? */
2406                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2407                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2408                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2409                 }
2410         }
2411 #endif
2412 }
2413
2414 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2415                             struct page *page)
2416 {
2417         int i;
2418
2419         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2420
2421         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2422                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2423                                                 obj_offset(cachep);
2424         }
2425
2426         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2427                 /* constructor could break poison info */
2428                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor)
2429                         cachep->ctor(index_to_obj(cachep, page, i));
2430
2431                 set_free_obj(page, i, i);
2432         }
2433 }
2434
2435 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2436 {
2437         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2438                 if (flags & GFP_DMA)
2439                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2440                 else
2441                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2442         }
2443 }
2444
2445 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2446 {
2447         void *objp;
2448
2449         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2450         page->active++;
2451
2452 #if DEBUG
2453         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2454                 set_store_user_dirty(cachep);
2455 #endif
2456
2457         return objp;
2458 }
2459
2460 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2461                         struct page *page, void *objp)
2462 {
2463         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2464 #if DEBUG
2465         unsigned int i;
2466
2467         /* Verify double free bug */
2468         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2469                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2470                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2471                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2472                         BUG();
2473                 }
2474         }
2475 #endif
2476         page->active--;
2477         if (!page->freelist)
2478                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2479
2480         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2485  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2486  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2487  */
2488 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2489                            void *freelist)
2490 {
2491         page->slab_cache = cache;
2492         page->freelist = freelist;
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2497  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2498  */
2499 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2500                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2501 {
2502         void *freelist;
2503         size_t offset;
2504         gfp_t local_flags;
2505         struct kmem_cache_node *n;
2506
2507         /*
2508          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2509          * critical path in kmem_cache_alloc().
2510          */
2511         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2512                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2513                 BUG();
2514         }
2515         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2516
2517         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2518         check_irq_off();
2519         n = get_node(cachep, nodeid);
2520         spin_lock(&n->list_lock);
2521
2522         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2523         offset = n->colour_next;
2524         n->colour_next++;
2525         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2526                 n->colour_next = 0;
2527         spin_unlock(&n->list_lock);
2528
2529         offset *= cachep->colour_off;
2530
2531         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2532                 local_irq_enable();
2533
2534         /*
2535          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2536          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2537          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2538          * will eventually be caught here (where it matters).
2539          */
2540         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2541
2542         /*
2543          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2544          * 'nodeid'.
2545          */
2546         if (!page)
2547                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2548         if (!page)
2549                 goto failed;
2550
2551         /* Get slab management. */
2552         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2553                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2554         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2555                 goto opps1;
2556
2557         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2558
2559         cache_init_objs(cachep, page);
2560
2561         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2562                 local_irq_disable();
2563         check_irq_off();
2564         spin_lock(&n->list_lock);
2565
2566         /* Make slab active. */
2567         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2568         STATS_INC_GROWN(cachep);
2569         n->free_objects += cachep->num;
2570         spin_unlock(&n->list_lock);
2571         return 1;
2572 opps1:
2573         kmem_freepages(cachep, page);
2574 failed:
2575         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2576                 local_irq_disable();
2577         return 0;
2578 }
2579
2580 #if DEBUG
2581
2582 /*
2583  * Perform extra freeing checks:
2584  * - detect bad pointers.
2585  * - POISON/RED_ZONE checking
2586  */
2587 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2588 {
2589         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2590                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2591                        (unsigned long)objp);
2592                 BUG();
2593         }
2594 }
2595
2596 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2597 {
2598         unsigned long long redzone1, redzone2;
2599
2600         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2601         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2602
2603         /*
2604          * Redzone is ok.
2605          */
2606         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2607                 return;
2608
2609         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2610                 slab_error(cache, "double free detected");
2611         else
2612                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2613
2614         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2615                         obj, redzone1, redzone2);
2616 }
2617
2618 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2619                                    unsigned long caller)
2620 {
2621         unsigned int objnr;
2622         struct page *page;
2623
2624         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2625
2626         objp -= obj_offset(cachep);
2627         kfree_debugcheck(objp);
2628         page = virt_to_head_page(objp);
2629
2630         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2631                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2632                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2633                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2634         }
2635         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2636                 set_store_user_dirty(cachep);
2637                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2638         }
2639
2640         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2641
2642         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2643         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2644
2645         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2646                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2647                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2648         }
2649         return objp;
2650 }
2651
2652 #else
2653 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2654 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2655 #endif
2656
2657 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2658                                                 void **list)
2659 {
2660 #if DEBUG
2661         void *next = *list;
2662         void *objp;
2663
2664         while (next) {
2665                 objp = next - obj_offset(cachep);
2666                 next = *(void **)next;
2667                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2668         }
2669 #endif
2670 }
2671
2672 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2673                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2674                                 void **list)
2675 {
2676         /* move slabp to correct slabp list: */
2677         list_del(&page->lru);
2678         if (page->active == cachep->num) {
2679                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2680                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2681 #if DEBUG
2682                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2683                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2684                                 void **objp = page->freelist;
2685
2686                                 *objp = *list;
2687                                 *list = objp;
2688                         }
2689 #endif
2690                         page->freelist = NULL;
2691                 }
2692         } else
2693                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2694 }
2695
2696 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2697 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2698                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2699 {
2700         if (!page)
2701                 return NULL;
2702
2703         if (pfmemalloc)
2704                 return page;
2705
2706         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2707                 return page;
2708
2709         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2710         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2711                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2712                 return page;
2713         }
2714
2715         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2716         list_del(&page->lru);
2717         if (!page->active)
2718                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2719         else
2720                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2721
2722         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2723                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2724                         return page;
2725         }
2726
2727         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2728                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2729                         return page;
2730         }
2731
2732         return NULL;
2733 }
2734
2735 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2736 {
2737         struct page *page;
2738
2739         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2740                         struct page, lru);
2741         if (!page) {
2742                 n->free_touched = 1;
2743                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2744                                 struct page, lru);
2745         }
2746
2747         if (sk_memalloc_socks())
2748                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2749
2750         return page;
2751 }
2752
2753 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2754                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2755 {
2756         struct page *page;
2757         void *obj;
2758         void *list = NULL;
2759
2760         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2761                 return NULL;
2762
2763         spin_lock(&n->list_lock);
2764         page = get_first_slab(n, true);
2765         if (!page) {
2766                 spin_unlock(&n->list_lock);
2767                 return NULL;
2768         }
2769
2770         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2771         n->free_objects--;
2772
2773         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2774
2775         spin_unlock(&n->list_lock);
2776         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2777
2778         return obj;
2779 }
2780
2781 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2782 {
2783         int batchcount;
2784         struct kmem_cache_node *n;
2785         struct array_cache *ac;
2786         int node;
2787         void *list = NULL;
2788
2789         check_irq_off();
2790         node = numa_mem_id();
2791
2792 retry:
2793         ac = cpu_cache_get(cachep);
2794         batchcount = ac->batchcount;
2795         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2796                 /*
2797                  * If there was little recent activity on this cache, then
2798                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2799                  * refill bouncing.
2800                  */
2801                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2802         }
2803         n = get_node(cachep, node);
2804
2805         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2806         spin_lock(&n->list_lock);
2807
2808         /* See if we can refill from the shared array */
2809         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2810                 n->shared->touched = 1;
2811                 goto alloc_done;
2812         }
2813
2814         while (batchcount > 0) {
2815                 struct page *page;
2816                 /* Get slab alloc is to come from. */
2817                 page = get_first_slab(n, false);
2818                 if (!page)
2819                         goto must_grow;
2820
2821                 check_spinlock_acquired(cachep);
2822
2823                 /*
2824                  * The slab was either on partial or free list so
2825                  * there must be at least one object available for
2826                  * allocation.
2827                  */
2828                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2829
2830                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2831                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2832                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2833                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2834
2835                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2836                 }
2837
2838                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2839         }
2840
2841 must_grow:
2842         n->free_objects -= ac->avail;
2843 alloc_done:
2844         spin_unlock(&n->list_lock);
2845         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2846
2847         if (unlikely(!ac->avail)) {
2848                 int x;
2849
2850                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2851                 if (sk_memalloc_socks()) {
2852                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2853
2854                         if (obj)
2855                                 return obj;
2856                 }
2857
2858                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2859
2860                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2861                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2862                 node = numa_mem_id();
2863
2864                 /* no objects in sight? abort */
2865                 if (!x && ac->avail == 0)
2866                         return NULL;
2867
2868                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2869                         goto retry;
2870         }
2871         ac->touched = 1;
2872
2873         return ac->entry[--ac->avail];
2874 }
2875
2876 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2877                                                 gfp_t flags)
2878 {
2879         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2880 #if DEBUG
2881         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2882 #endif
2883 }
2884
2885 #if DEBUG
2886 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2887                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2888 {
2889         if (!objp)
2890                 return objp;
2891         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2892                 check_poison_obj(cachep, objp);
2893                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2894                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2895         }
2896         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2897                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2898
2899         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2900                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2901                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2902                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2903                                                 " object was overwritten");
2904                         printk(KERN_ERR
2905                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2906                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2907                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2908                 }
2909                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2910                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2911         }
2912
2913         objp += obj_offset(cachep);
2914         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2915                 cachep->ctor(objp);
2916         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2917             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2918                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2919                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2920         }
2921         return objp;
2922 }
2923 #else
2924 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2925 #endif
2926
2927 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2928 {
2929         void *objp;
2930         struct array_cache *ac;
2931
2932         check_irq_off();
2933
2934         ac = cpu_cache_get(cachep);
2935         if (likely(ac->avail)) {
2936                 ac->touched = 1;
2937                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2938
2939                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2940                 goto out;
2941         }
2942
2943         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2944         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2945         /*
2946          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2947          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2948          */
2949         ac = cpu_cache_get(cachep);
2950
2951 out:
2952         /*
2953          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2954          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2955          * treat the array pointers as a reference to the object.
2956          */
2957         if (objp)
2958                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2959         return objp;
2960 }
2961
2962 #ifdef CONFIG_NUMA
2963 /*
2964  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2965  *
2966  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2967  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2968  */
2969 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2970 {
2971         int nid_alloc, nid_here;
2972
2973         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2974                 return NULL;
2975         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2976         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2977                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2978         else if (current->mempolicy)
2979                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2980         if (nid_alloc != nid_here)
2981                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2982         return NULL;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2987  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2988  * available node for available objects. If that fails then we
2989  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2990  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2991  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
2992  */
2993 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
2994 {
2995         struct zonelist *zonelist;
2996         gfp_t local_flags;
2997         struct zoneref *z;
2998         struct zone *zone;
2999         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3000         void *obj = NULL;
3001         int nid;
3002         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3003
3004         if (flags & __GFP_THISNODE)
3005                 return NULL;
3006
3007         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3008
3009 retry_cpuset:
3010         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3011         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3012
3013 retry:
3014         /*
3015          * Look through allowed nodes for objects available
3016          * from existing per node queues.
3017          */
3018         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3019                 nid = zone_to_nid(zone);
3020
3021                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3022                         get_node(cache, nid) &&
3023                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3024                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3025                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3026                                 if (obj)
3027                                         break;
3028                 }
3029         }
3030
3031         if (!obj) {
3032                 /*
3033                  * This allocation will be performed within the constraints
3034                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3035                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3036                  * set and go into memory reserves if necessary.
3037                  */
3038                 struct page *page;
3039
3040                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3041                         local_irq_enable();
3042                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3043                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3044                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3045                         local_irq_disable();
3046                 if (page) {
3047                         /*
3048                          * Insert into the appropriate per node queues
3049                          */
3050                         nid = page_to_nid(page);
3051                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3052                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3053                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3054                                 if (!obj)
3055                                         /*
3056                                          * Another processor may allocate the
3057                                          * objects in the slab since we are
3058                                          * not holding any locks.
3059                                          */
3060                                         goto retry;
3061                         } else {
3062                                 /* cache_grow already freed obj */
3063                                 obj = NULL;
3064                         }
3065                 }
3066         }
3067
3068         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3069                 goto retry_cpuset;
3070         return obj;
3071 }
3072
3073 /*
3074  * A interface to enable slab creation on nodeid
3075  */
3076 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3077                                 int nodeid)
3078 {
3079         struct page *page;
3080         struct kmem_cache_node *n;
3081         void *obj;
3082         void *list = NULL;
3083         int x;
3084
3085         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3086         n = get_node(cachep, nodeid);
3087         BUG_ON(!n);
3088
3089 retry:
3090         check_irq_off();
3091         spin_lock(&n->list_lock);
3092         page = get_first_slab(n, false);
3093         if (!page)
3094                 goto must_grow;
3095
3096         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3097
3098         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3099         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3100         STATS_SET_HIGH(cachep);
3101
3102         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3103
3104         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3105         n->free_objects--;
3106
3107         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3108
3109         spin_unlock(&n->list_lock);
3110         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3111         goto done;
3112
3113 must_grow:
3114         spin_unlock(&n->list_lock);
3115         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3116         if (x)
3117                 goto retry;
3118
3119         return fallback_alloc(cachep, flags);
3120
3121 done:
3122         return obj;
3123 }
3124
3125 static __always_inline void *
3126 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3127                    unsigned long caller)
3128 {
3129         unsigned long save_flags;
3130         void *ptr;
3131         int slab_node = numa_mem_id();
3132
3133         flags &= gfp_allowed_mask;
3134         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3135         if (unlikely(!cachep))
3136                 return NULL;
3137
3138         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3139         local_irq_save(save_flags);
3140
3141         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3142                 nodeid = slab_node;
3143
3144         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3145                 /* Node not bootstrapped yet */
3146                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3147                 goto out;
3148         }
3149
3150         if (nodeid == slab_node) {
3151                 /*
3152                  * Use the locally cached objects if possible.
3153                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3154                  * to other nodes. It may fail while we still have
3155                  * objects on other nodes available.
3156                  */
3157                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3158                 if (ptr)
3159                         goto out;
3160         }
3161         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3162         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3163   out:
3164         local_irq_restore(save_flags);
3165         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3166
3167         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3168                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3169
3170         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3171         return ptr;
3172 }
3173
3174 static __always_inline void *
3175 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3176 {
3177         void *objp;
3178
3179         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3180                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3181                 if (objp)
3182                         goto out;
3183         }
3184         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3185
3186         /*
3187          * We may just have run out of memory on the local node.
3188          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3189          */
3190         if (!objp)
3191                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3192
3193   out:
3194         return objp;
3195 }
3196 #else
3197
3198 static __always_inline void *
3199 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3200 {
3201         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3202 }
3203
3204 #endif /* CONFIG_NUMA */
3205
3206 static __always_inline void *
3207 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3208 {
3209         unsigned long save_flags;
3210         void *objp;
3211
3212         flags &= gfp_allowed_mask;
3213         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3214         if (unlikely(!cachep))
3215                 return NULL;
3216
3217         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3218         local_irq_save(save_flags);
3219         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3220         local_irq_restore(save_flags);
3221         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3222         prefetchw(objp);
3223
3224         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3225                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3226
3227         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3228         return objp;
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3233  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3234  */
3235 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3236                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3237 {
3238         int i;
3239         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3240
3241         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3242                 void *objp;
3243                 struct page *page;
3244
3245                 objp = objpp[i];
3246
3247                 page = virt_to_head_page(objp);
3248                 list_del(&page->lru);
3249                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3250                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3251                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3252                 n->free_objects++;
3253
3254                 /* fixup slab chains */
3255                 if (page->active == 0) {
3256                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3257                                 n->free_objects -= cachep->num;
3258                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3259                         } else {
3260                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3261                         }
3262                 } else {
3263                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3264                          * partial list on free - maximum time for the
3265                          * other objects to be freed, too.
3266                          */
3267                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3268                 }
3269         }
3270 }
3271
3272 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3273 {
3274         int batchcount;
3275         struct kmem_cache_node *n;
3276         int node = numa_mem_id();
3277         LIST_HEAD(list);
3278
3279         batchcount = ac->batchcount;
3280
3281         check_irq_off();
3282         n = get_node(cachep, node);
3283         spin_lock(&n->list_lock);
3284         if (n->shared) {
3285                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3286                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3287                 if (max) {
3288                         if (batchcount > max)
3289                                 batchcount = max;
3290                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3291                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3292                         shared_array->avail += batchcount;
3293                         goto free_done;
3294                 }
3295         }
3296
3297         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3298 free_done:
3299 #if STATS
3300         {
3301                 int i = 0;
3302                 struct page *page;
3303
3304                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3305                         BUG_ON(page->active);
3306
3307                         i++;
3308                 }
3309                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3310         }
3311 #endif
3312         spin_unlock(&n->list_lock);
3313         slabs_destroy(cachep, &list);
3314         ac->avail -= batchcount;
3315         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3316 }
3317
3318 /*
3319  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3320  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3321  */
3322 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3323                                 unsigned long caller)
3324 {
3325         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3326
3327         check_irq_off();
3328         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3329         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3330
3331         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3332
3333         /*
3334          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3335          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3336          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3337          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3338          * the cache.
3339          */
3340         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3341                 return;
3342
3343         if (ac->avail < ac->limit) {
3344                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3345         } else {
3346                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3347                 cache_flusharray(cachep, ac);
3348         }
3349
3350         if (sk_memalloc_socks()) {
3351                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3352
3353                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3354                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3355                         return;
3356                 }
3357         }
3358
3359         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3360 }
3361
3362 /**
3363  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3364  * @cachep: The cache to allocate from.
3365  * @flags: See kmalloc().
3366  *
3367  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3368  * if the cache has no available objects.
3369  */
3370 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3371 {
3372         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3373
3374         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3375                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3376
3377         return ret;
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3380
3381 static __always_inline void
3382 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3383                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3384 {
3385         size_t i;
3386
3387         for (i = 0; i < size; i++)
3388                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3389 }
3390
3391 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3392                           void **p)
3393 {
3394         size_t i;
3395
3396         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3397         if (!s)
3398                 return 0;
3399
3400         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3401
3402         local_irq_disable();
3403         for (i = 0; i < size; i++) {
3404                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3405
3406                 if (unlikely(!objp))
3407                         goto error;
3408                 p[i] = objp;
3409         }
3410         local_irq_enable();
3411
3412         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3413
3414         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3415         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3416                 for (i = 0; i < size; i++)
3417                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3418
3419         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3420         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3421         return size;
3422 error:
3423         local_irq_enable();
3424         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3425         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3426         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3427         return 0;
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3430
3431 #ifdef CONFIG_TRACING
3432 void *
3433 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3434 {
3435         void *ret;
3436
3437         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3438
3439         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3440                       size, cachep->size, flags);
3441         return ret;
3442 }
3443 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3444 #endif
3445
3446 #ifdef CONFIG_NUMA
3447 /**
3448  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3449  * @cachep: The cache to allocate from.
3450  * @flags: See kmalloc().
3451  * @nodeid: node number of the target node.
3452  *
3453  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3454  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3455  *
3456  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3457  */
3458 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3459 {
3460         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3461
3462         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3463                                     cachep->object_size, cachep->size,
3464                                     flags, nodeid);
3465
3466         return ret;
3467 }
3468 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3469
3470 #ifdef CONFIG_TRACING
3471 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3472                                   gfp_t flags,
3473                                   int nodeid,
3474                                   size_t size)
3475 {
3476         void *ret;
3477
3478         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3479
3480         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3481                            size, cachep->size,
3482                            flags, nodeid);
3483         return ret;
3484 }
3485 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3486 #endif
3487
3488 static __always_inline void *
3489 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3490 {
3491         struct kmem_cache *cachep;
3492
3493         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3494         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3495                 return cachep;
3496         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3497 }
3498
3499 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3500 {
3501         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3502 }
3503 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3504
3505 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3506                 int node, unsigned long caller)
3507 {
3508         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3511 #endif /* CONFIG_NUMA */
3512
3513 /**
3514  * __do_kmalloc - allocate memory
3515  * @size: how many bytes of memory are required.
3516  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3517  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3518  */
3519 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3520                                           unsigned long caller)
3521 {
3522         struct kmem_cache *cachep;
3523         void *ret;
3524
3525         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3526         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3527                 return cachep;
3528         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3529
3530         trace_kmalloc(caller, ret,
3531                       size, cachep->size, flags);
3532
3533         return ret;
3534 }
3535
3536 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3537 {
3538         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3541
3542 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3543 {
3544         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3545 }
3546 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3547
3548 /**
3549  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3550  * @cachep: The cache the allocation was from.
3551  * @objp: The previously allocated object.
3552  *
3553  * Free an object which was previously allocated from this
3554  * cache.
3555  */
3556 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3557 {
3558         unsigned long flags;
3559         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3560         if (!cachep)
3561                 return;
3562
3563         local_irq_save(flags);
3564         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3565         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3566                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3567         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3568         local_irq_restore(flags);
3569
3570         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3573
3574 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3575 {
3576         struct kmem_cache *s;
3577         size_t i;
3578
3579         local_irq_disable();
3580         for (i = 0; i < size; i++) {
3581                 void *objp = p[i];
3582
3583                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3584                         s = virt_to_cache(objp);
3585                 else
3586                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3587
3588                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3589                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3590                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3591
3592                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3593         }
3594         local_irq_enable();
3595
3596         /* FIXME: add tracing */
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3599
3600 /**
3601  * kfree - free previously allocated memory
3602  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3603  *
3604  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3605  *
3606  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3607  * or you will run into trouble.
3608  */
3609 void kfree(const void *objp)
3610 {
3611         struct kmem_cache *c;
3612         unsigned long flags;
3613
3614         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3615
3616         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3617                 return;
3618         local_irq_save(flags);
3619         kfree_debugcheck(objp);
3620         c = virt_to_cache(objp);
3621         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3622
3623         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3624         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3625         local_irq_restore(flags);
3626 }
3627 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3628
3629 /*
3630  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3631  */
3632 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3633 {
3634         int node;
3635         struct kmem_cache_node *n;
3636         struct array_cache *new_shared;
3637         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3638
3639         for_each_online_node(node) {
3640
3641                 if (use_alien_caches) {
3642                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3643                         if (!new_alien)
3644                                 goto fail;
3645                 }
3646
3647                 new_shared = NULL;
3648                 if (cachep->shared) {
3649                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3650                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3651                                         0xbaadf00d, gfp);
3652                         if (!new_shared) {
3653                                 free_alien_cache(new_alien);
3654                                 goto fail;
3655                         }
3656                 }
3657
3658                 n = get_node(cachep, node);
3659                 if (n) {
3660                         struct array_cache *shared = n->shared;
3661                         LIST_HEAD(list);
3662
3663                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3664
3665                         if (shared)
3666                                 free_block(cachep, shared->entry,
3667                                                 shared->avail, node, &list);
3668
3669                         n->shared = new_shared;
3670                         if (!n->alien) {
3671                                 n->alien = new_alien;
3672                                 new_alien = NULL;
3673                         }
3674                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3675                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3676                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3677                         slabs_destroy(cachep, &list);
3678                         kfree(shared);
3679                         free_alien_cache(new_alien);
3680                         continue;
3681                 }
3682                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3683                 if (!n) {
3684                         free_alien_cache(new_alien);
3685                         kfree(new_shared);
3686                         goto fail;
3687                 }
3688
3689                 kmem_cache_node_init(n);
3690                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3691                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3692                 n->shared = new_shared;
3693                 n->alien = new_alien;
3694                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3695                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3696                 cachep->node[node] = n;
3697         }
3698         return 0;
3699
3700 fail:
3701         if (!cachep->list.next) {
3702                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3703                 node--;
3704                 while (node >= 0) {
3705                         n = get_node(cachep, node);
3706                         if (n) {
3707                                 kfree(n->shared);
3708                                 free_alien_cache(n->alien);
3709                                 kfree(n);
3710                                 cachep->node[node] = NULL;
3711                         }
3712                         node--;
3713                 }
3714         }
3715         return -ENOMEM;
3716 }
3717
3718 /* Always called with the slab_mutex held */
3719 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3720                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3721 {
3722         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3723         int cpu;
3724
3725         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3726         if (!cpu_cache)
3727                 return -ENOMEM;
3728
3729         prev = cachep->cpu_cache;
3730         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3731         kick_all_cpus_sync();
3732
3733         check_irq_on();
3734         cachep->batchcount = batchcount;
3735         cachep->limit = limit;
3736         cachep->shared = shared;
3737
3738         if (!prev)
3739                 goto alloc_node;
3740
3741         for_each_online_cpu(cpu) {
3742                 LIST_HEAD(list);
3743                 int node;
3744                 struct kmem_cache_node *n;
3745                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3746
3747                 node = cpu_to_mem(cpu);
3748                 n = get_node(cachep, node);
3749                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3750                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3751                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3752                 slabs_destroy(cachep, &list);
3753         }
3754         free_percpu(prev);
3755
3756 alloc_node:
3757         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3758 }
3759
3760 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3761                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3762 {
3763         int ret;
3764         struct kmem_cache *c;
3765
3766         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3767
3768         if (slab_state < FULL)
3769                 return ret;
3770
3771         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3772                 return ret;
3773
3774         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3775         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3776                 /* return value determined by the root cache only */
3777                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3778         }
3779
3780         return ret;
3781 }
3782
3783 /* Called with slab_mutex held always */
3784 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3785 {
3786         int err;
3787         int limit = 0;
3788         int shared = 0;
3789         int batchcount = 0;
3790
3791         if (!is_root_cache(cachep)) {
3792                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3793                 limit = root->limit;
3794                 shared = root->shared;
3795                 batchcount = root->batchcount;
3796         }
3797
3798         if (limit && shared && batchcount)
3799                 goto skip_setup;
3800         /*
3801          * The head array serves three purposes:
3802          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3803          * - reduce the number of spinlock operations.
3804          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3805          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3806          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3807          * Bonwick.
3808          */
3809         if (cachep->size > 131072)
3810                 limit = 1;
3811         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3812                 limit = 8;
3813         else if (cachep->size > 1024)
3814                 limit = 24;
3815         else if (cachep->size > 256)
3816                 limit = 54;
3817         else
3818                 limit = 120;
3819
3820         /*
3821          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3822          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3823          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3824          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3825          * replaces Bonwick's magazine layer.
3826          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3827          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3828          */
3829         shared = 0;
3830         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3831                 shared = 8;
3832
3833 #if DEBUG
3834         /*
3835          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3836          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3837          */
3838         if (limit > 32)
3839                 limit = 32;
3840 #endif
3841         batchcount = (limit + 1) / 2;
3842 skip_setup:
3843         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3844         if (err)
3845                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3846                        cachep->name, -err);
3847         return err;
3848 }
3849
3850 /*
3851  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3852  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3853  * if drain_array() is used on the shared array.
3854  */
3855 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3856                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3857 {
3858         LIST_HEAD(list);
3859         int tofree;
3860
3861         if (!ac || !ac->avail)
3862                 return;
3863         if (ac->touched && !force) {
3864                 ac->touched = 0;
3865         } else {
3866                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3867                 if (ac->avail) {
3868                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3869                         if (tofree > ac->avail)
3870                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3871                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3872                         ac->avail -= tofree;
3873                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3874                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3875                 }
3876                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3877                 slabs_destroy(cachep, &list);
3878         }
3879 }
3880
3881 /**
3882  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3883  * @w: work descriptor
3884  *
3885  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3886  * Purpose:
3887  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3888  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3889  *
3890  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3891  * again on the next iteration.
3892  */
3893 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3894 {
3895         struct kmem_cache *searchp;
3896         struct kmem_cache_node *n;
3897         int node = numa_mem_id();
3898         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3899
3900         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3901                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3902                 goto out;
3903
3904         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3905                 check_irq_on();
3906
3907                 /*
3908                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3909                  * have established with reasonable certainty that
3910                  * we can do some work if the lock was obtained.
3911                  */
3912                 n = get_node(searchp, node);
3913
3914                 reap_alien(searchp, n);
3915
3916                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3917
3918                 /*
3919                  * These are racy checks but it does not matter
3920                  * if we skip one check or scan twice.
3921                  */
3922                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3923                         goto next;
3924
3925                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3926
3927                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3928
3929                 if (n->free_touched)
3930                         n->free_touched = 0;
3931                 else {
3932                         int freed;
3933
3934                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3935                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3936                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3937                 }
3938 next:
3939                 cond_resched();
3940         }
3941         check_irq_on();
3942         mutex_unlock(&slab_mutex);
3943         next_reap_node();
3944 out:
3945         /* Set up the next iteration */
3946         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3947 }
3948
3949 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3950 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3951 {
3952         struct page *page;
3953         unsigned long active_objs;
3954         unsigned long num_objs;
3955         unsigned long active_slabs = 0;
3956         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3957         const char *name;
3958         char *error = NULL;
3959         int node;
3960         struct kmem_cache_node *n;
3961
3962         active_objs = 0;
3963         num_slabs = 0;
3964         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3965
3966                 check_irq_on();
3967                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3968
3969                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3970                         if (page->active != cachep->num && !error)
3971                                 error = "slabs_full accounting error";
3972                         active_objs += cachep->num;
3973                         active_slabs++;
3974                 }
3975                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3976                         if (page->active == cachep->num && !error)
3977                                 error = "slabs_partial accounting error";
3978                         if (!page->active && !error)
3979                                 error = "slabs_partial accounting error";
3980                         active_objs += page->active;
3981                         active_slabs++;
3982                 }
3983                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3984                         if (page->active && !error)
3985                                 error = "slabs_free accounting error";
3986                         num_slabs++;
3987                 }
3988                 free_objects += n->free_objects;
3989                 if (n->shared)
3990                         shared_avail += n->shared->avail;
3991
3992                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3993         }
3994         num_slabs += active_slabs;
3995         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3996         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3997                 error = "free_objects accounting error";
3998
3999         name = cachep->name;
4000         if (error)
4001                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4002
4003         sinfo->active_objs = active_objs;
4004         sinfo->num_objs = num_objs;
4005         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4006         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4007         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4008         sinfo->limit = cachep->limit;
4009         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4010         sinfo->shared = cachep->shared;
4011         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4012         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4013 }
4014
4015 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4016 {
4017 #if STATS
4018         {                       /* node stats */
4019                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4020                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4021                 unsigned long grown = cachep->grown;
4022                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4023                 unsigned long errors = cachep->errors;
4024                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4025                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4026                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4027                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4028
4029                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4030                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4031                            allocs, high, grown,
4032                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4033                            node_frees, overflows);
4034         }
4035         /* cpu stats */
4036         {
4037                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4038                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4039                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4040                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4041
4042                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4043                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4044         }
4045 #endif
4046 }
4047
4048 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4049 /**
4050  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4051  * @file: unused
4052  * @buffer: user buffer
4053  * @count: data length
4054  * @ppos: unused
4055  */
4056 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4057                        size_t count, loff_t *ppos)
4058 {
4059         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4060         int limit, batchcount, shared, res;
4061         struct kmem_cache *cachep;
4062
4063         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4064                 return -EINVAL;
4065         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4066                 return -EFAULT;
4067         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4068
4069         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4070         if (!tmp)
4071                 return -EINVAL;
4072         *tmp = '\0';
4073         tmp++;
4074         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4075                 return -EINVAL;
4076
4077         /* Find the cache in the chain of caches. */
4078         mutex_lock(&slab_mutex);
4079         res = -EINVAL;
4080         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4081                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4082                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4083                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4084                                 res = 0;
4085                         } else {
4086                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4087                                                        batchcount, shared,
4088                                                        GFP_KERNEL);
4089                         }
4090                         break;
4091                 }
4092         }
4093         mutex_unlock(&slab_mutex);
4094         if (res >= 0)
4095                 res = count;
4096         return res;
4097 }
4098
4099 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4100
4101 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4102 {
4103         unsigned long *p;
4104         int l;
4105         if (!v)
4106                 return 1;
4107         l = n[1];
4108         p = n + 2;
4109         while (l) {
4110                 int i = l/2;
4111                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4112                 if (*q == v) {
4113                         q[1]++;
4114                         return 1;
4115                 }
4116                 if (*q > v) {
4117                         l = i;
4118                 } else {
4119                         p = q + 2;
4120                         l -= i + 1;
4121                 }
4122         }
4123         if (++n[1] == n[0])
4124                 return 0;
4125         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4126         p[0] = v;
4127         p[1] = 1;
4128         return 1;
4129 }
4130
4131 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4132                                                 struct page *page)
4133 {
4134         void *p;
4135         int i, j;
4136         unsigned long v;
4137
4138         if (n[0] == n[1])
4139                 return;
4140         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4141                 bool active = true;
4142
4143                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4144                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4145                                 active = false;
4146                                 break;
4147                         }
4148                 }
4149
4150                 if (!active)
4151                         continue;
4152
4153                 /*
4154                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4155                  * mapping is established when actual object allocation and
4156                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4157                  * cache.
4158                  */
4159                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4160                         continue;
4161
4162                 if (!add_caller(n, v))
4163                         return;
4164         }
4165 }
4166
4167 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4168 {
4169 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4170         unsigned long offset, size;
4171         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4172
4173         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4174                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4175                 if (modname[0])
4176                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4177                 return;
4178         }
4179 #endif
4180         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4181 }
4182
4183 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4184 {
4185         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4186         struct page *page;
4187         struct kmem_cache_node *n;
4188         const char *name;
4189         unsigned long *x = m->private;
4190         int node;
4191         int i;
4192
4193         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4194                 return 0;
4195         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4196                 return 0;
4197
4198         /*
4199          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4200          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4201          * during the processing, information would be wrong so restart
4202          * whole processing.
4203          */
4204         do {
4205                 set_store_user_clean(cachep);
4206                 drain_cpu_caches(cachep);
4207
4208                 x[1] = 0;
4209
4210                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4211
4212                         check_irq_on();
4213                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4214
4215                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4216                                 handle_slab(x, cachep, page);
4217                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4218                                 handle_slab(x, cachep, page);
4219                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4220                 }
4221         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4222
4223         name = cachep->name;
4224         if (x[0] == x[1]) {
4225                 /* Increase the buffer size */
4226                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4227                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4228                 if (!m->private) {
4229                         /* Too bad, we are really out */
4230                         m->private = x;
4231                         mutex_lock(&slab_mutex);
4232                         return -ENOMEM;
4233                 }
4234                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4235                 kfree(x);
4236                 mutex_lock(&slab_mutex);
4237                 /* Now make sure this entry will be retried */
4238                 m->count = m->size;
4239                 return 0;
4240         }
4241         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4242                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4243                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4244                 seq_putc(m, '\n');
4245         }
4246
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4251         .start = slab_start,
4252         .next = slab_next,
4253         .stop = slab_stop,
4254         .show = leaks_show,
4255 };
4256
4257 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4258 {
4259         unsigned long *n;
4260
4261         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4262         if (!n)
4263                 return -ENOMEM;
4264
4265         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4266
4267         return 0;
4268 }
4269
4270 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4271         .open           = slabstats_open,
4272         .read           = seq_read,
4273         .llseek         = seq_lseek,
4274         .release        = seq_release_private,
4275 };
4276 #endif
4277
4278 static int __init slab_proc_init(void)
4279 {
4280 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4281         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4282 #endif
4283         return 0;
4284 }
4285 module_init(slab_proc_init);
4286 #endif
4287
4288 /**
4289  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4290  * @objp: Pointer to the object
4291  *
4292  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4293  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4294  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4295  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4296  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4297  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4298  * must not be freed during the duration of the call.
4299  */
4300 size_t ksize(const void *objp)
4301 {
4302         BUG_ON(!objp);
4303         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4304                 return 0;
4305
4306         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4307 }
4308 EXPORT_SYMBOL(ksize);