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