]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/slab.c
slab: Ignore internal flags in cache creation
[~shefty/rdma-dev.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        "slab.h"
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 /*
132  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
133  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
134  *
135  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
136  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
137  *
138  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
139  */
140
141 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
142 #define DEBUG           1
143 #define STATS           1
144 #define FORCED_DEBUG    1
145 #else
146 #define DEBUG           0
147 #define STATS           0
148 #define FORCED_DEBUG    0
149 #endif
150
151 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
152 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
153 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
154
155 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
156 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
157 #endif
158
159 /*
160  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
161  * swap
162  */
163 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
164
165 /*
166  * kmem_bufctl_t:
167  *
168  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
169  * linked offsets.
170  *
171  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
172  * slab an object belongs to.
173  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
174  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
175  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
176  * that does not use off-slab slabs.
177  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
178  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
179  * to have too many per slab.
180  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
181  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
182  */
183
184 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
185 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
186 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
187 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
188 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
189
190 /*
191  * struct slab_rcu
192  *
193  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
194  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
195  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
196  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
197  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
198  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
199  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
200  *
201  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
202  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
203  */
204 struct slab_rcu {
205         struct rcu_head head;
206         struct kmem_cache *cachep;
207         void *addr;
208 };
209
210 /*
211  * struct slab
212  *
213  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
214  * for a slab, or allocated from an general cache.
215  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
216  */
217 struct slab {
218         union {
219                 struct {
220                         struct list_head list;
221                         unsigned long colouroff;
222                         void *s_mem;            /* including colour offset */
223                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224                         kmem_bufctl_t free;
225                         unsigned short nodeid;
226                 };
227                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
228         };
229 };
230
231 /*
232  * struct array_cache
233  *
234  * Purpose:
235  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
236  * - reduce the number of linked list operations
237  * - reduce spinlock operations
238  *
239  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
240  * footprint.
241  *
242  */
243 struct array_cache {
244         unsigned int avail;
245         unsigned int limit;
246         unsigned int batchcount;
247         unsigned int touched;
248         spinlock_t lock;
249         void *entry[];  /*
250                          * Must have this definition in here for the proper
251                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
252                          * the entries.
253                          *
254                          * Entries should not be directly dereferenced as
255                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
256                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
257                          */
258 };
259
260 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
261 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
262 {
263         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
264 }
265
266 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
267 {
268         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
269         return;
270 }
271
272 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
273 {
274         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
275 }
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
308 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
311 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
376 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
377
378 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
379 /*
380  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
381  * cpucache drain/refill cycles.
382  *
383  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
384  * which could lock up otherwise freeable slabs.
385  */
386 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
387 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
388
389 #if STATS
390 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
391 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
392 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
393 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
394 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
395 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
396         do {                                                            \
397                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
398                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
399         } while (0)
400 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
401 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
402 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
403 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
404 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
405         do {                                                            \
406                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
407                         (x)->max_freeable = i;                          \
408         } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
410 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
411 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
412 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
413 #else
414 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
415 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
416 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
417 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
418 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
419 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
420 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
421 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
422 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
423 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
424 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
425 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
426 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
427 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
428 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
429 #endif
430
431 #if DEBUG
432
433 /*
434  * memory layout of objects:
435  * 0            : objp
436  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
437  *              the end of an object is aligned with the end of the real
438  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
439  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
440  *              redzone word.
441  * cachep->obj_offset: The real object.
442  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
443  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
444  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
445  */
446 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
447 {
448         return cachep->obj_offset;
449 }
450
451 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
452 {
453         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
454         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
455                                       sizeof(unsigned long long));
456 }
457
458 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
459 {
460         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
461         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
462                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
463                                               sizeof(unsigned long long) -
464                                               REDZONE_ALIGN);
465         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
466                                        sizeof(unsigned long long));
467 }
468
469 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
470 {
471         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
472         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
473 }
474
475 #else
476
477 #define obj_offset(x)                   0
478 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
479 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
480 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
481
482 #endif
483
484 /*
485  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
486  * overridden on the command line.
487  */
488 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
489 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
490 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
491 static bool slab_max_order_set __initdata;
492
493 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
494 {
495         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
496         return page->slab_cache;
497 }
498
499 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
500 {
501         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
502
503         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
504         return page->slab_page;
505 }
506
507 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
508                                  unsigned int idx)
509 {
510         return slab->s_mem + cache->size * idx;
511 }
512
513 /*
514  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
515  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
516  *   we can replace (offset / cache->size) by
517  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
518  */
519 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
520                                         const struct slab *slab, void *obj)
521 {
522         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
523         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
524 }
525
526 /*
527  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
528  */
529 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
530 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
531 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
532         CACHE(ULONG_MAX)
533 #undef CACHE
534 };
535 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
536
537 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
538 struct cache_names {
539         char *name;
540         char *name_dma;
541 };
542
543 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
544 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
545 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
546         {NULL,}
547 #undef CACHE
548 };
549
550 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
551     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
552 static struct arraycache_init initarray_generic =
553     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
554
555 /* internal cache of cache description objs */
556 static struct kmem_list3 *kmem_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
557 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
558         .nodelists = kmem_cache_nodelists,
559         .batchcount = 1,
560         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
561         .shared = 1,
562         .size = sizeof(struct kmem_cache),
563         .name = "kmem_cache",
564 };
565
566 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
567
568 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
569
570 /*
571  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
572  * for other slabs "off slab".
573  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
574  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
575  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
576  *
577  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
578  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
579  * then comes back up during hotplug
580  */
581 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
582 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
583
584 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
585 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
586
587 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
588                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
589                 int q)
590 {
591         struct array_cache **alc;
592         struct kmem_list3 *l3;
593         int r;
594
595         l3 = cachep->nodelists[q];
596         if (!l3)
597                 return;
598
599         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
600         alc = l3->alien;
601         /*
602          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
603          * should go away when common slab code is taught to
604          * work even without alien caches.
605          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
606          * for alloc_alien_cache,
607          */
608         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
609                 return;
610         for_each_node(r) {
611                 if (alc[r])
612                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
613         }
614 }
615
616 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
617 {
618         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
619 }
620
621 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
622 {
623         int node;
624
625         for_each_online_node(node)
626                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
627 }
628
629 static void init_node_lock_keys(int q)
630 {
631         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
632
633         if (slab_state < UP)
634                 return;
635
636         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
637                 struct kmem_list3 *l3;
638
639                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
640                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
641                         continue;
642
643                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
644                                 &on_slab_alc_key, q);
645         }
646 }
647
648 static inline void init_lock_keys(void)
649 {
650         int node;
651
652         for_each_node(node)
653                 init_node_lock_keys(node);
654 }
655 #else
656 static void init_node_lock_keys(int q)
657 {
658 }
659
660 static inline void init_lock_keys(void)
661 {
662 }
663
664 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
665 {
666 }
667
668 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
669 {
670 }
671 #endif
672
673 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
674
675 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
676 {
677         return cachep->array[smp_processor_id()];
678 }
679
680 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
681                                                         gfp_t gfpflags)
682 {
683         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
684
685 #if DEBUG
686         /* This happens if someone tries to call
687          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
688          * the generic caches are initialized.
689          */
690         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
691 #endif
692         if (!size)
693                 return ZERO_SIZE_PTR;
694
695         while (size > csizep->cs_size)
696                 csizep++;
697
698         /*
699          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
700          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
701          * for large kmalloc calls required.
702          */
703 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
704         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
705                 return csizep->cs_dmacachep;
706 #endif
707         return csizep->cs_cachep;
708 }
709
710 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
711 {
712         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
713 }
714
715 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
716 {
717         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
718 }
719
720 /*
721  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
722  */
723 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
724                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
725                            unsigned int *num)
726 {
727         int nr_objs;
728         size_t mgmt_size;
729         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
730
731         /*
732          * The slab management structure can be either off the slab or
733          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
734          * slab is used for:
735          *
736          * - The struct slab
737          * - One kmem_bufctl_t for each object
738          * - Padding to respect alignment of @align
739          * - @buffer_size bytes for each object
740          *
741          * If the slab management structure is off the slab, then the
742          * alignment will already be calculated into the size. Because
743          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
744          * correct alignment when allocated.
745          */
746         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
747                 mgmt_size = 0;
748                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
749
750                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
751                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
752         } else {
753                 /*
754                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
755                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
756                  * least @align. In the worst case, this result will
757                  * be one greater than the number of objects that fit
758                  * into the memory allocation when taking the padding
759                  * into account.
760                  */
761                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
762                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
763
764                 /*
765                  * This calculated number will be either the right
766                  * amount, or one greater than what we want.
767                  */
768                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
769                        > slab_size)
770                         nr_objs--;
771
772                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
773                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
774
775                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
776         }
777         *num = nr_objs;
778         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
779 }
780
781 #if DEBUG
782 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
783
784 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
785                         char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
791 }
792 #endif
793
794 /*
795  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
796  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
797  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
798  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
799  * line
800   */
801
802 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
803 static int __init noaliencache_setup(char *s)
804 {
805         use_alien_caches = 0;
806         return 1;
807 }
808 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
809
810 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
811 {
812         get_option(&str, &slab_max_order);
813         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
814                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
815         slab_max_order_set = true;
816
817         return 1;
818 }
819 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA
822 /*
823  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
824  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
825  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
826  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
827  */
828 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
829
830 static void init_reap_node(int cpu)
831 {
832         int node;
833
834         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
835         if (node == MAX_NUMNODES)
836                 node = first_node(node_online_map);
837
838         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
839 }
840
841 static void next_reap_node(void)
842 {
843         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
844
845         node = next_node(node, node_online_map);
846         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
847                 node = first_node(node_online_map);
848         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
849 }
850
851 #else
852 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
853 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
854 #endif
855
856 /*
857  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
858  * via the workqueue/eventd.
859  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
860  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
861  * lock.
862  */
863 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
864 {
865         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
866
867         /*
868          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
869          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
870          * at that time.
871          */
872         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
873                 init_reap_node(cpu);
874                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
875                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
876                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
877         }
878 }
879
880 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
881                                             int batchcount, gfp_t gfp)
882 {
883         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
884         struct array_cache *nc = NULL;
885
886         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
887         /*
888          * The array_cache structures contain pointers to free object.
889          * However, when such objects are allocated or transferred to another
890          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
891          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
892          * not scan such objects.
893          */
894         kmemleak_no_scan(nc);
895         if (nc) {
896                 nc->avail = 0;
897                 nc->limit = entries;
898                 nc->batchcount = batchcount;
899                 nc->touched = 0;
900                 spin_lock_init(&nc->lock);
901         }
902         return nc;
903 }
904
905 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
906 {
907         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
908
909         return PageSlabPfmemalloc(page);
910 }
911
912 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
913 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
914                                                 struct array_cache *ac)
915 {
916         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
917         struct slab *slabp;
918         unsigned long flags;
919
920         if (!pfmemalloc_active)
921                 return;
922
923         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
924         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
925                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
926                         goto out;
927
928         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
929                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
930                         goto out;
931
932         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
933                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
934                         goto out;
935
936         pfmemalloc_active = false;
937 out:
938         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
939 }
940
941 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
942                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
943 {
944         int i;
945         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
946
947         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
948         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
949                 struct kmem_list3 *l3;
950
951                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
952                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
953                         return objp;
954                 }
955
956                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
957                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
958                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
959                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
960                                 objp = ac->entry[i];
961                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
962                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
963                                 return objp;
964                         }
965                 }
966
967                 /*
968                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
969                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
970                  */
971                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
972                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
973                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
974                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
975                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
976                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
977                         return objp;
978                 }
979
980                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
981                 ac->avail++;
982                 objp = NULL;
983         }
984
985         return objp;
986 }
987
988 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
989                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
990 {
991         void *objp;
992
993         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
994                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
995         else
996                 objp = ac->entry[--ac->avail];
997
998         return objp;
999 }
1000
1001 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1002                                                                 void *objp)
1003 {
1004         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
1005                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
1006                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1007                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
1008                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
1009         }
1010
1011         return objp;
1012 }
1013
1014 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1015                                                                 void *objp)
1016 {
1017         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1018                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1019
1020         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Transfer objects in one arraycache to another.
1025  * Locking must be handled by the caller.
1026  *
1027  * Return the number of entries transferred.
1028  */
1029 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1030                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1031 {
1032         /* Figure out how many entries to transfer */
1033         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1034
1035         if (!nr)
1036                 return 0;
1037
1038         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1039                         sizeof(void *) *nr);
1040
1041         from->avail -= nr;
1042         to->avail += nr;
1043         return nr;
1044 }
1045
1046 #ifndef CONFIG_NUMA
1047
1048 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1049 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1050
1051 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1052 {
1053         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1054 }
1055
1056 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1057 {
1058 }
1059
1060 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1061 {
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1066                 gfp_t flags)
1067 {
1068         return NULL;
1069 }
1070
1071 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1072                  gfp_t flags, int nodeid)
1073 {
1074         return NULL;
1075 }
1076
1077 #else   /* CONFIG_NUMA */
1078
1079 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1080 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1081
1082 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1083 {
1084         struct array_cache **ac_ptr;
1085         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1086         int i;
1087
1088         if (limit > 1)
1089                 limit = 12;
1090         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1091         if (ac_ptr) {
1092                 for_each_node(i) {
1093                         if (i == node || !node_online(i))
1094                                 continue;
1095                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1096                         if (!ac_ptr[i]) {
1097                                 for (i--; i >= 0; i--)
1098                                         kfree(ac_ptr[i]);
1099                                 kfree(ac_ptr);
1100                                 return NULL;
1101                         }
1102                 }
1103         }
1104         return ac_ptr;
1105 }
1106
1107 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1108 {
1109         int i;
1110
1111         if (!ac_ptr)
1112                 return;
1113         for_each_node(i)
1114             kfree(ac_ptr[i]);
1115         kfree(ac_ptr);
1116 }
1117
1118 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1119                                 struct array_cache *ac, int node)
1120 {
1121         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1122
1123         if (ac->avail) {
1124                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1125                 /*
1126                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1127                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1128                  * into the free lists and getting them back later.
1129                  */
1130                 if (rl3->shared)
1131                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1132
1133                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1134                 ac->avail = 0;
1135                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1141  */
1142 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1143 {
1144         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1145
1146         if (l3->alien) {
1147                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1148
1149                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1150                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1151                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1152                 }
1153         }
1154 }
1155
1156 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1157                                 struct array_cache **alien)
1158 {
1159         int i = 0;
1160         struct array_cache *ac;
1161         unsigned long flags;
1162
1163         for_each_online_node(i) {
1164                 ac = alien[i];
1165                 if (ac) {
1166                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1167                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1168                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1169                 }
1170         }
1171 }
1172
1173 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1174 {
1175         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1176         int nodeid = slabp->nodeid;
1177         struct kmem_list3 *l3;
1178         struct array_cache *alien = NULL;
1179         int node;
1180
1181         node = numa_mem_id();
1182
1183         /*
1184          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1185          * cache on this cpu.
1186          */
1187         if (likely(slabp->nodeid == node))
1188                 return 0;
1189
1190         l3 = cachep->nodelists[node];
1191         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1192         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1193                 alien = l3->alien[nodeid];
1194                 spin_lock(&alien->lock);
1195                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1196                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1197                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1198                 }
1199                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1200                 spin_unlock(&alien->lock);
1201         } else {
1202                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1203                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1204                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1205         }
1206         return 1;
1207 }
1208 #endif
1209
1210 /*
1211  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1212  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1213  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1214  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1215  * already in use.
1216  *
1217  * Must hold slab_mutex.
1218  */
1219 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1220 {
1221         struct kmem_cache *cachep;
1222         struct kmem_list3 *l3;
1223         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1224
1225         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1226                 /*
1227                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1228                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1229                  * node has not already allocated this
1230                  */
1231                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1232                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1233                         if (!l3)
1234                                 return -ENOMEM;
1235                         kmem_list3_init(l3);
1236                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1237                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1238
1239                         /*
1240                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1241                          * go.  slab_mutex is sufficient
1242                          * protection here.
1243                          */
1244                         cachep->nodelists[node] = l3;
1245                 }
1246
1247                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1248                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1249                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1250                         cachep->batchcount + cachep->num;
1251                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1252         }
1253         return 0;
1254 }
1255
1256 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1257 {
1258         struct kmem_cache *cachep;
1259         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1260         int node = cpu_to_mem(cpu);
1261         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1262
1263         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1264                 struct array_cache *nc;
1265                 struct array_cache *shared;
1266                 struct array_cache **alien;
1267
1268                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1269                 nc = cachep->array[cpu];
1270                 cachep->array[cpu] = NULL;
1271                 l3 = cachep->nodelists[node];
1272
1273                 if (!l3)
1274                         goto free_array_cache;
1275
1276                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1277
1278                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1279                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1280                 if (nc)
1281                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1282
1283                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1284                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1285                         goto free_array_cache;
1286                 }
1287
1288                 shared = l3->shared;
1289                 if (shared) {
1290                         free_block(cachep, shared->entry,
1291                                    shared->avail, node);
1292                         l3->shared = NULL;
1293                 }
1294
1295                 alien = l3->alien;
1296                 l3->alien = NULL;
1297
1298                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1299
1300                 kfree(shared);
1301                 if (alien) {
1302                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1303                         free_alien_cache(alien);
1304                 }
1305 free_array_cache:
1306                 kfree(nc);
1307         }
1308         /*
1309          * In the previous loop, all the objects were freed to
1310          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1311          * shrink each nodelist to its limit.
1312          */
1313         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1314                 l3 = cachep->nodelists[node];
1315                 if (!l3)
1316                         continue;
1317                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1318         }
1319 }
1320
1321 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1322 {
1323         struct kmem_cache *cachep;
1324         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1325         int node = cpu_to_mem(cpu);
1326         int err;
1327
1328         /*
1329          * We need to do this right in the beginning since
1330          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1331          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1332          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1333          */
1334         err = init_cache_nodelists_node(node);
1335         if (err < 0)
1336                 goto bad;
1337
1338         /*
1339          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1340          * array caches
1341          */
1342         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1343                 struct array_cache *nc;
1344                 struct array_cache *shared = NULL;
1345                 struct array_cache **alien = NULL;
1346
1347                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1348                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1349                 if (!nc)
1350                         goto bad;
1351                 if (cachep->shared) {
1352                         shared = alloc_arraycache(node,
1353                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1354                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1355                         if (!shared) {
1356                                 kfree(nc);
1357                                 goto bad;
1358                         }
1359                 }
1360                 if (use_alien_caches) {
1361                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1362                         if (!alien) {
1363                                 kfree(shared);
1364                                 kfree(nc);
1365                                 goto bad;
1366                         }
1367                 }
1368                 cachep->array[cpu] = nc;
1369                 l3 = cachep->nodelists[node];
1370                 BUG_ON(!l3);
1371
1372                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1373                 if (!l3->shared) {
1374                         /*
1375                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1376                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1377                          */
1378                         l3->shared = shared;
1379                         shared = NULL;
1380                 }
1381 #ifdef CONFIG_NUMA
1382                 if (!l3->alien) {
1383                         l3->alien = alien;
1384                         alien = NULL;
1385                 }
1386 #endif
1387                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1388                 kfree(shared);
1389                 free_alien_cache(alien);
1390                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1391                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1392         }
1393         init_node_lock_keys(node);
1394
1395         return 0;
1396 bad:
1397         cpuup_canceled(cpu);
1398         return -ENOMEM;
1399 }
1400
1401 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1402                                     unsigned long action, void *hcpu)
1403 {
1404         long cpu = (long)hcpu;
1405         int err = 0;
1406
1407         switch (action) {
1408         case CPU_UP_PREPARE:
1409         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1410                 mutex_lock(&slab_mutex);
1411                 err = cpuup_prepare(cpu);
1412                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1413                 break;
1414         case CPU_ONLINE:
1415         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1416                 start_cpu_timer(cpu);
1417                 break;
1418 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1419         case CPU_DOWN_PREPARE:
1420         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1421                 /*
1422                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1423                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1424                  * anything expensive but will only modify reap_work
1425                  * and reschedule the timer.
1426                 */
1427                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1428                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1429                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1430                 break;
1431         case CPU_DOWN_FAILED:
1432         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1433                 start_cpu_timer(cpu);
1434                 break;
1435         case CPU_DEAD:
1436         case CPU_DEAD_FROZEN:
1437                 /*
1438                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1439                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1440                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1441                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1442                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1443                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1444                  */
1445                 /* fall through */
1446 #endif
1447         case CPU_UP_CANCELED:
1448         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1449                 mutex_lock(&slab_mutex);
1450                 cpuup_canceled(cpu);
1451                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1452                 break;
1453         }
1454         return notifier_from_errno(err);
1455 }
1456
1457 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1458         &cpuup_callback, NULL, 0
1459 };
1460
1461 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1462 /*
1463  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1464  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1465  * removed.
1466  *
1467  * Must hold slab_mutex.
1468  */
1469 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         int ret = 0;
1473
1474         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1475                 struct kmem_list3 *l3;
1476
1477                 l3 = cachep->nodelists[node];
1478                 if (!l3)
1479                         continue;
1480
1481                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1482
1483                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1484                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1485                         ret = -EBUSY;
1486                         break;
1487                 }
1488         }
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1493                                         unsigned long action, void *arg)
1494 {
1495         struct memory_notify *mnb = arg;
1496         int ret = 0;
1497         int nid;
1498
1499         nid = mnb->status_change_nid;
1500         if (nid < 0)
1501                 goto out;
1502
1503         switch (action) {
1504         case MEM_GOING_ONLINE:
1505                 mutex_lock(&slab_mutex);
1506                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1507                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1508                 break;
1509         case MEM_GOING_OFFLINE:
1510                 mutex_lock(&slab_mutex);
1511                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1512                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1513                 break;
1514         case MEM_ONLINE:
1515         case MEM_OFFLINE:
1516         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1517         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1518                 break;
1519         }
1520 out:
1521         return notifier_from_errno(ret);
1522 }
1523 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1524
1525 /*
1526  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1527  */
1528 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1529                                 int nodeid)
1530 {
1531         struct kmem_list3 *ptr;
1532
1533         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1534         BUG_ON(!ptr);
1535
1536         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1537         /*
1538          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1539          */
1540         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1541
1542         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1543         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1548  * size of kmem_list3.
1549  */
1550 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1551 {
1552         int node;
1553
1554         for_each_online_node(node) {
1555                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1556                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1557                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1558                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1559         }
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1564  * before smp_init().
1565  */
1566 void __init kmem_cache_init(void)
1567 {
1568         size_t left_over;
1569         struct cache_sizes *sizes;
1570         struct cache_names *names;
1571         int i;
1572         int order;
1573         int node;
1574
1575         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1576
1577         if (num_possible_nodes() == 1)
1578                 use_alien_caches = 0;
1579
1580         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1581                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1582                 if (i < MAX_NUMNODES)
1583                         kmem_cache->nodelists[i] = NULL;
1584         }
1585         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1586
1587         /*
1588          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1589          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1590          * not overridden on the command line.
1591          */
1592         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1593                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1594
1595         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1596          * from caches that do not exist yet:
1597          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1598          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1599          *    kmem_cache is statically allocated.
1600          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1601          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1602          *    array at the end of the bootstrap.
1603          * 2) Create the first kmalloc cache.
1604          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1605          *    An __init data area is used for the head array.
1606          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1607          *    head arrays.
1608          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1609          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1610          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1611          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1612          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1613          */
1614
1615         node = numa_mem_id();
1616
1617         /* 1) create the kmem_cache */
1618         INIT_LIST_HEAD(&slab_caches);
1619         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1620         kmem_cache->colour_off = cache_line_size();
1621         kmem_cache->array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1622         kmem_cache->nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1623
1624         /*
1625          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1626          */
1627         kmem_cache->size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1628                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1629         kmem_cache->object_size = kmem_cache->size;
1630         kmem_cache->size = ALIGN(kmem_cache->object_size,
1631                                         cache_line_size());
1632         kmem_cache->reciprocal_buffer_size =
1633                 reciprocal_value(kmem_cache->size);
1634
1635         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1636                 cache_estimate(order, kmem_cache->size,
1637                         cache_line_size(), 0, &left_over, &kmem_cache->num);
1638                 if (kmem_cache->num)
1639                         break;
1640         }
1641         BUG_ON(!kmem_cache->num);
1642         kmem_cache->gfporder = order;
1643         kmem_cache->colour = left_over / kmem_cache->colour_off;
1644         kmem_cache->slab_size = ALIGN(kmem_cache->num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1645                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1646
1647         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1648         sizes = malloc_sizes;
1649         names = cache_names;
1650
1651         /*
1652          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1653          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1654          * bug.
1655          */
1656
1657         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1658         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->name = names[INDEX_AC].name;
1659         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->size = sizes[INDEX_AC].cs_size;
1660         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->object_size = sizes[INDEX_AC].cs_size;
1661         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1662         __kmem_cache_create(sizes[INDEX_AC].cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1663         list_add(&sizes[INDEX_AC].cs_cachep->list, &slab_caches);
1664
1665         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1666                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1667                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->name = names[INDEX_L3].name;
1668                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->size = sizes[INDEX_L3].cs_size;
1669                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->object_size = sizes[INDEX_L3].cs_size;
1670                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1671                 __kmem_cache_create(sizes[INDEX_L3].cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1672                 list_add(&sizes[INDEX_L3].cs_cachep->list, &slab_caches);
1673         }
1674
1675         slab_early_init = 0;
1676
1677         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1678                 /*
1679                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1680                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1681                  * eliminates "false sharing".
1682                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1683                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1684                  */
1685                 if (!sizes->cs_cachep) {
1686                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1687                         sizes->cs_cachep->name = names->name;
1688                         sizes->cs_cachep->size = sizes->cs_size;
1689                         sizes->cs_cachep->object_size = sizes->cs_size;
1690                         sizes->cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1691                         __kmem_cache_create(sizes->cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1692                         list_add(&sizes->cs_cachep->list, &slab_caches);
1693                 }
1694 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1695                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1696                 sizes->cs_dmacachep->name = names->name_dma;
1697                 sizes->cs_dmacachep->size = sizes->cs_size;
1698                 sizes->cs_dmacachep->object_size = sizes->cs_size;
1699                 sizes->cs_dmacachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1700                 __kmem_cache_create(sizes->cs_dmacachep,
1701                                ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA| SLAB_PANIC);
1702                 list_add(&sizes->cs_dmacachep->list, &slab_caches);
1703 #endif
1704                 sizes++;
1705                 names++;
1706         }
1707         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1708         {
1709                 struct array_cache *ptr;
1710
1711                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1712
1713                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmem_cache) != &initarray_cache.cache);
1714                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1715                        sizeof(struct arraycache_init));
1716                 /*
1717                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1718                  */
1719                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1720
1721                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1722
1723                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1724
1725                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1726                        != &initarray_generic.cache);
1727                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1728                        sizeof(struct arraycache_init));
1729                 /*
1730                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1731                  */
1732                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1733
1734                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1735                     ptr;
1736         }
1737         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1738         {
1739                 int nid;
1740
1741                 for_each_online_node(nid) {
1742                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1743
1744                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1745                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1746
1747                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1748                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1749                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1750                         }
1751                 }
1752         }
1753
1754         slab_state = UP;
1755 }
1756
1757 void __init kmem_cache_init_late(void)
1758 {
1759         struct kmem_cache *cachep;
1760
1761         slab_state = UP;
1762
1763         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1764         mutex_lock(&slab_mutex);
1765         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1766                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1767                         BUG();
1768         mutex_unlock(&slab_mutex);
1769
1770         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1771         init_lock_keys();
1772
1773         /* Done! */
1774         slab_state = FULL;
1775
1776         /*
1777          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1778          * cpu_cache_get for all new cpus
1779          */
1780         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1781
1782 #ifdef CONFIG_NUMA
1783         /*
1784          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1785          * nodelists.
1786          */
1787         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1788 #endif
1789
1790         /*
1791          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1792          * of the kernel is not yet operational.
1793          */
1794 }
1795
1796 static int __init cpucache_init(void)
1797 {
1798         int cpu;
1799
1800         /*
1801          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1802          */
1803         for_each_online_cpu(cpu)
1804                 start_cpu_timer(cpu);
1805
1806         /* Done! */
1807         slab_state = FULL;
1808         return 0;
1809 }
1810 __initcall(cpucache_init);
1811
1812 static noinline void
1813 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1814 {
1815         struct kmem_list3 *l3;
1816         struct slab *slabp;
1817         unsigned long flags;
1818         int node;
1819
1820         printk(KERN_WARNING
1821                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1822                 nodeid, gfpflags);
1823         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1824                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1825
1826         for_each_online_node(node) {
1827                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1828                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1829
1830                 l3 = cachep->nodelists[node];
1831                 if (!l3)
1832                         continue;
1833
1834                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1835                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1836                         active_objs += cachep->num;
1837                         active_slabs++;
1838                 }
1839                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1840                         active_objs += slabp->inuse;
1841                         active_slabs++;
1842                 }
1843                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1844                         num_slabs++;
1845
1846                 free_objects += l3->free_objects;
1847                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1848
1849                 num_slabs += active_slabs;
1850                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1851                 printk(KERN_WARNING
1852                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1853                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1854                         free_objects);
1855         }
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1860  *
1861  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1862  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1863  * would be relatively rare and ignorable.
1864  */
1865 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1866 {
1867         struct page *page;
1868         int nr_pages;
1869         int i;
1870
1871 #ifndef CONFIG_MMU
1872         /*
1873          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1874          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1875          */
1876         flags |= __GFP_COMP;
1877 #endif
1878
1879         flags |= cachep->allocflags;
1880         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1881                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1882
1883         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1884         if (!page) {
1885                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1886                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1887                 return NULL;
1888         }
1889
1890         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1891         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1892                 pfmemalloc_active = true;
1893
1894         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1895         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1896                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1897                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1898         else
1899                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1900                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1901         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1902                 __SetPageSlab(page + i);
1903
1904                 if (page->pfmemalloc)
1905                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1906         }
1907
1908         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1909                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1910
1911                 if (cachep->ctor)
1912                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1913                 else
1914                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1915         }
1916
1917         return page_address(page);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Interface to system's page release.
1922  */
1923 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1924 {
1925         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1926         struct page *page = virt_to_page(addr);
1927         const unsigned long nr_freed = i;
1928
1929         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1930
1931         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1932                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1933                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1934         else
1935                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1936                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1937         while (i--) {
1938                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1939                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1940                 __ClearPageSlab(page);
1941                 page++;
1942         }
1943         if (current->reclaim_state)
1944                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1945         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1946 }
1947
1948 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1949 {
1950         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1951         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1952
1953         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1954         if (OFF_SLAB(cachep))
1955                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1956 }
1957
1958 #if DEBUG
1959
1960 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1961 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1962                             unsigned long caller)
1963 {
1964         int size = cachep->object_size;
1965
1966         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1967
1968         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1969                 return;
1970
1971         *addr++ = 0x12345678;
1972         *addr++ = caller;
1973         *addr++ = smp_processor_id();
1974         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1975         {
1976                 unsigned long *sptr = &caller;
1977                 unsigned long svalue;
1978
1979                 while (!kstack_end(sptr)) {
1980                         svalue = *sptr++;
1981                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1982                                 *addr++ = svalue;
1983                                 size -= sizeof(unsigned long);
1984                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1985                                         break;
1986                         }
1987                 }
1988
1989         }
1990         *addr++ = 0x87654321;
1991 }
1992 #endif
1993
1994 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1995 {
1996         int size = cachep->object_size;
1997         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1998
1999         memset(addr, val, size);
2000         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
2001 }
2002
2003 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
2004 {
2005         int i;
2006         unsigned char error = 0;
2007         int bad_count = 0;
2008
2009         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
2010         for (i = 0; i < limit; i++) {
2011                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
2012                         error = data[offset + i];
2013                         bad_count++;
2014                 }
2015         }
2016         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
2017                         &data[offset], limit, 1);
2018
2019         if (bad_count == 1) {
2020                 error ^= POISON_FREE;
2021                 if (!(error & (error - 1))) {
2022                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2023                                         "bad RAM.\n");
2024 #ifdef CONFIG_X86
2025                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2026                                         "test tool.\n");
2027 #else
2028                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2029 #endif
2030                 }
2031         }
2032 }
2033 #endif
2034
2035 #if DEBUG
2036
2037 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2038 {
2039         int i, size;
2040         char *realobj;
2041
2042         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2043                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2044                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2045                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2046         }
2047
2048         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2049                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2050                         *dbg_userword(cachep, objp));
2051                 print_symbol("(%s)",
2052                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2053                 printk("\n");
2054         }
2055         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2056         size = cachep->object_size;
2057         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2058                 int limit;
2059                 limit = 16;
2060                 if (i + limit > size)
2061                         limit = size - i;
2062                 dump_line(realobj, i, limit);
2063         }
2064 }
2065
2066 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2067 {
2068         char *realobj;
2069         int size, i;
2070         int lines = 0;
2071
2072         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2073         size = cachep->object_size;
2074
2075         for (i = 0; i < size; i++) {
2076                 char exp = POISON_FREE;
2077                 if (i == size - 1)
2078                         exp = POISON_END;
2079                 if (realobj[i] != exp) {
2080                         int limit;
2081                         /* Mismatch ! */
2082                         /* Print header */
2083                         if (lines == 0) {
2084                                 printk(KERN_ERR
2085                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2086                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2087                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2088                         }
2089                         /* Hexdump the affected line */
2090                         i = (i / 16) * 16;
2091                         limit = 16;
2092                         if (i + limit > size)
2093                                 limit = size - i;
2094                         dump_line(realobj, i, limit);
2095                         i += 16;
2096                         lines++;
2097                         /* Limit to 5 lines */
2098                         if (lines > 5)
2099                                 break;
2100                 }
2101         }
2102         if (lines != 0) {
2103                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2104                  * exist:
2105                  */
2106                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2107                 unsigned int objnr;
2108
2109                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2110                 if (objnr) {
2111                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2112                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2113                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2114                                realobj, size);
2115                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2116                 }
2117                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2118                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2119                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2120                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2121                                realobj, size);
2122                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2123                 }
2124         }
2125 }
2126 #endif
2127
2128 #if DEBUG
2129 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2130 {
2131         int i;
2132         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2133                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2134
2135                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2136 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2137                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2138                                         OFF_SLAB(cachep))
2139                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2140                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2141                         else
2142                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2143 #else
2144                         check_poison_obj(cachep, objp);
2145 #endif
2146                 }
2147                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2148                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2149                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2150                                            "was overwritten");
2151                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2152                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2153                                            "was overwritten");
2154                 }
2155         }
2156 }
2157 #else
2158 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2159 {
2160 }
2161 #endif
2162
2163 /**
2164  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2165  * @cachep: cache pointer being destroyed
2166  * @slabp: slab pointer being destroyed
2167  *
2168  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2169  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2170  * cache-lock is not held/needed.
2171  */
2172 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2173 {
2174         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2175
2176         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2177         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2178                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2179
2180                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2181                 slab_rcu->cachep = cachep;
2182                 slab_rcu->addr = addr;
2183                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2184         } else {
2185                 kmem_freepages(cachep, addr);
2186                 if (OFF_SLAB(cachep))
2187                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2188         }
2189 }
2190
2191 /**
2192  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2193  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2194  * @size: size of objects to be created in this cache.
2195  * @align: required alignment for the objects.
2196  * @flags: slab allocation flags
2197  *
2198  * Also calculates the number of objects per slab.
2199  *
2200  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2201  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2202  * towards high-order requests, this should be changed.
2203  */
2204 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2205                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2206 {
2207         unsigned long offslab_limit;
2208         size_t left_over = 0;
2209         int gfporder;
2210
2211         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2212                 unsigned int num;
2213                 size_t remainder;
2214
2215                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2216                 if (!num)
2217                         continue;
2218
2219                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2220                         /*
2221                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2222                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2223                          * looping condition in cache_grow().
2224                          */
2225                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2226                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2227
2228                         if (num > offslab_limit)
2229                                 break;
2230                 }
2231
2232                 /* Found something acceptable - save it away */
2233                 cachep->num = num;
2234                 cachep->gfporder = gfporder;
2235                 left_over = remainder;
2236
2237                 /*
2238                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2239                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2240                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2241                  */
2242                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2243                         break;
2244
2245                 /*
2246                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2247                  * currently bad for the gfp()s.
2248                  */
2249                 if (gfporder >= slab_max_order)
2250                         break;
2251
2252                 /*
2253                  * Acceptable internal fragmentation?
2254                  */
2255                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2256                         break;
2257         }
2258         return left_over;
2259 }
2260
2261 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2262 {
2263         if (slab_state >= FULL)
2264                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2265
2266         if (slab_state == DOWN) {
2267                 /*
2268                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2269                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2270                  * further caches will BUG().
2271                  */
2272                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2273
2274                 /*
2275                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2276                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2277                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2278                  */
2279                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2280                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2281                         slab_state = PARTIAL_L3;
2282                 else
2283                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2284         } else {
2285                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2286                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2287
2288                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2289                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2290                         slab_state = PARTIAL_L3;
2291                 } else {
2292                         int node;
2293                         for_each_online_node(node) {
2294                                 cachep->nodelists[node] =
2295                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2296                                                 gfp, node);
2297                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2298                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2299                         }
2300                 }
2301         }
2302         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2303                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2304                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2305
2306         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2307         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2308         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2309         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2310         cachep->batchcount = 1;
2311         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2317  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2318  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2319  * @align: The required alignment for the objects.
2320  * @flags: SLAB flags
2321  * @ctor: A constructor for the objects.
2322  *
2323  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2324  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2325  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2326  *
2327  * The flags are
2328  *
2329  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2330  * to catch references to uninitialised memory.
2331  *
2332  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2333  * for buffer overruns.
2334  *
2335  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2336  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2337  * as davem.
2338  */
2339 int
2340 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2341 {
2342         size_t left_over, slab_size, ralign;
2343         gfp_t gfp;
2344         int err;
2345         size_t size = cachep->size;
2346
2347 #if DEBUG
2348 #if FORCED_DEBUG
2349         /*
2350          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2351          * large objects, if the increased size would increase the object size
2352          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2353          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2354          */
2355         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2356                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2357                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2358         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2359                 flags |= SLAB_POISON;
2360 #endif
2361         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2362                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2363 #endif
2364
2365         /*
2366          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2367          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2368          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2369          */
2370         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2371                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2372                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2373         }
2374
2375         /* calculate the final buffer alignment: */
2376
2377         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2378         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2379                 /*
2380                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2381                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2382                  * one cacheline.
2383                  */
2384                 ralign = cache_line_size();
2385                 while (size <= ralign / 2)
2386                         ralign /= 2;
2387         } else {
2388                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2393          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2394          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2395          */
2396         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2397                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2398
2399         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2400                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2401                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2402                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2403                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2404                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2405         }
2406
2407         /* 2) arch mandated alignment */
2408         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2409                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2410         }
2411         /* 3) caller mandated alignment */
2412         if (ralign < cachep->align) {
2413                 ralign = cachep->align;
2414         }
2415         /* disable debug if necessary */
2416         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2417                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2418         /*
2419          * 4) Store it.
2420          */
2421         cachep->align = ralign;
2422
2423         if (slab_is_available())
2424                 gfp = GFP_KERNEL;
2425         else
2426                 gfp = GFP_NOWAIT;
2427
2428         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2429 #if DEBUG
2430
2431         /*
2432          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2433          * into align above.
2434          */
2435         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2436                 /* add space for red zone words */
2437                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2438                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2439         }
2440         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2441                 /* user store requires one word storage behind the end of
2442                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2443                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2444                  */
2445                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2446                         size += REDZONE_ALIGN;
2447                 else
2448                         size += BYTES_PER_WORD;
2449         }
2450 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2451         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2452             && cachep->object_size > cache_line_size()
2453             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2454                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2455                 size = PAGE_SIZE;
2456         }
2457 #endif
2458 #endif
2459
2460         /*
2461          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2462          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2463          * it too early on. Always use on-slab management when
2464          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2465          */
2466         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2467             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2468                 /*
2469                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2470                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2471                  */
2472                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2473
2474         size = ALIGN(size, cachep->align);
2475
2476         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2477
2478         if (!cachep->num)
2479                 return -E2BIG;
2480
2481         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2482                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2483
2484         /*
2485          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2486          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2487          */
2488         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2489                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2490                 left_over -= slab_size;
2491         }
2492
2493         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2494                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2495                 slab_size =
2496                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2497
2498 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2499                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2500                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2501                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2502                  */
2503                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2504                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2505 #endif
2506         }
2507
2508         cachep->colour_off = cache_line_size();
2509         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2510         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2511                 cachep->colour_off = cachep->align;
2512         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2513         cachep->slab_size = slab_size;
2514         cachep->flags = flags;
2515         cachep->allocflags = 0;
2516         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2517                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2518         cachep->size = size;
2519         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2520
2521         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2522                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2523                 /*
2524                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2525                  * But since we go off slab only for object size greater than
2526                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2527                  * this should not happen at all.
2528                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2529                  */
2530                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2531         }
2532
2533         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2534         if (err) {
2535                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2536                 return err;
2537         }
2538
2539         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2540                 /*
2541                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2542                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2543                  */
2544                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2545
2546                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2547         }
2548
2549         return 0;
2550 }
2551
2552 #if DEBUG
2553 static void check_irq_off(void)
2554 {
2555         BUG_ON(!irqs_disabled());
2556 }
2557
2558 static void check_irq_on(void)
2559 {
2560         BUG_ON(irqs_disabled());
2561 }
2562
2563 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2564 {
2565 #ifdef CONFIG_SMP
2566         check_irq_off();
2567         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2568 #endif
2569 }
2570
2571 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2572 {
2573 #ifdef CONFIG_SMP
2574         check_irq_off();
2575         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2576 #endif
2577 }
2578
2579 #else
2580 #define check_irq_off() do { } while(0)
2581 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2582 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2583 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2584 #endif
2585
2586 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2587                         struct array_cache *ac,
2588                         int force, int node);
2589
2590 static void do_drain(void *arg)
2591 {
2592         struct kmem_cache *cachep = arg;
2593         struct array_cache *ac;
2594         int node = numa_mem_id();
2595
2596         check_irq_off();
2597         ac = cpu_cache_get(cachep);
2598         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2599         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2600         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2601         ac->avail = 0;
2602 }
2603
2604 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2605 {
2606         struct kmem_list3 *l3;
2607         int node;
2608
2609         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2610         check_irq_on();
2611         for_each_online_node(node) {
2612                 l3 = cachep->nodelists[node];
2613                 if (l3 && l3->alien)
2614                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2615         }
2616
2617         for_each_online_node(node) {
2618                 l3 = cachep->nodelists[node];
2619                 if (l3)
2620                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2621         }
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Remove slabs from the list of free slabs.
2626  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2627  *
2628  * Returns the actual number of slabs released.
2629  */
2630 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2631                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2632 {
2633         struct list_head *p;
2634         int nr_freed;
2635         struct slab *slabp;
2636
2637         nr_freed = 0;
2638         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2639
2640                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2641                 p = l3->slabs_free.prev;
2642                 if (p == &l3->slabs_free) {
2643                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2644                         goto out;
2645                 }
2646
2647                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2648 #if DEBUG
2649                 BUG_ON(slabp->inuse);
2650 #endif
2651                 list_del(&slabp->list);
2652                 /*
2653                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2654                  * to the cache.
2655                  */
2656                 l3->free_objects -= cache->num;
2657                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2658                 slab_destroy(cache, slabp);
2659                 nr_freed++;
2660         }
2661 out:
2662         return nr_freed;
2663 }
2664
2665 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2666 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2667 {
2668         int ret = 0, i = 0;
2669         struct kmem_list3 *l3;
2670
2671         drain_cpu_caches(cachep);
2672
2673         check_irq_on();
2674         for_each_online_node(i) {
2675                 l3 = cachep->nodelists[i];
2676                 if (!l3)
2677                         continue;
2678
2679                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2680
2681                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2682                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2683         }
2684         return (ret ? 1 : 0);
2685 }
2686
2687 /**
2688  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2689  * @cachep: The cache to shrink.
2690  *
2691  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2692  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2693  */
2694 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2695 {
2696         int ret;
2697         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2698
2699         get_online_cpus();
2700         mutex_lock(&slab_mutex);
2701         ret = __cache_shrink(cachep);
2702         mutex_unlock(&slab_mutex);
2703         put_online_cpus();
2704         return ret;
2705 }
2706 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2707
2708 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2709 {
2710         int i;
2711         struct kmem_list3 *l3;
2712         int rc = __cache_shrink(cachep);
2713
2714         if (rc)
2715                 return rc;
2716
2717         for_each_online_cpu(i)
2718             kfree(cachep->array[i]);
2719
2720         /* NUMA: free the list3 structures */
2721         for_each_online_node(i) {
2722                 l3 = cachep->nodelists[i];
2723                 if (l3) {
2724                         kfree(l3->shared);
2725                         free_alien_cache(l3->alien);
2726                         kfree(l3);
2727                 }
2728         }
2729         return 0;
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Get the memory for a slab management obj.
2734  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2735  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2736  * come from the same cache which is getting created because,
2737  * when we are searching for an appropriate cache for these
2738  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2739  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2740  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2741  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2742  */
2743 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2744                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2745                                    int nodeid)
2746 {
2747         struct slab *slabp;
2748
2749         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2750                 /* Slab management obj is off-slab. */
2751                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2752                                               local_flags, nodeid);
2753                 /*
2754                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2755                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2756                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2757                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2758                  */
2759                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2760                                    local_flags);
2761                 if (!slabp)
2762                         return NULL;
2763         } else {
2764                 slabp = objp + colour_off;
2765                 colour_off += cachep->slab_size;
2766         }
2767         slabp->inuse = 0;
2768         slabp->colouroff = colour_off;
2769         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2770         slabp->nodeid = nodeid;
2771         slabp->free = 0;
2772         return slabp;
2773 }
2774
2775 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2776 {
2777         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2778 }
2779
2780 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2781                             struct slab *slabp)
2782 {
2783         int i;
2784
2785         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2786                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2787 #if DEBUG
2788                 /* need to poison the objs? */
2789                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2790                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2791                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2792                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2793
2794                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2795                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2796                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2797                 }
2798                 /*
2799                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2800                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2801                  * They must also be threaded.
2802                  */
2803                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2804                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2805
2806                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2807                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2808                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2809                                            " end of an object");
2810                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2811                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2812                                            " start of an object");
2813                 }
2814                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2815                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2816                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2817                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2818 #else
2819                 if (cachep->ctor)
2820                         cachep->ctor(objp);
2821 #endif
2822                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2823         }
2824         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2825 }
2826
2827 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2828 {
2829         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2830                 if (flags & GFP_DMA)
2831                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2832                 else
2833                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2834         }
2835 }
2836
2837 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2838                                 int nodeid)
2839 {
2840         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2841         kmem_bufctl_t next;
2842
2843         slabp->inuse++;
2844         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2845 #if DEBUG
2846         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2847         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2848 #endif
2849         slabp->free = next;
2850
2851         return objp;
2852 }
2853
2854 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2855                                 void *objp, int nodeid)
2856 {
2857         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2858
2859 #if DEBUG
2860         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2861         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2862
2863         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2864                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2865                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2866                 BUG();
2867         }
2868 #endif
2869         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2870         slabp->free = objnr;
2871         slabp->inuse--;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2876  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2877  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2878  */
2879 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2880                            void *addr)
2881 {
2882         int nr_pages;
2883         struct page *page;
2884
2885         page = virt_to_page(addr);
2886
2887         nr_pages = 1;
2888         if (likely(!PageCompound(page)))
2889                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2890
2891         do {
2892                 page->slab_cache = cache;
2893                 page->slab_page = slab;
2894                 page++;
2895         } while (--nr_pages);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2900  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2901  */
2902 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2903                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2904 {
2905         struct slab *slabp;
2906         size_t offset;
2907         gfp_t local_flags;
2908         struct kmem_list3 *l3;
2909
2910         /*
2911          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2912          * critical path in kmem_cache_alloc().
2913          */
2914         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2915         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2916
2917         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2918         check_irq_off();
2919         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2920         spin_lock(&l3->list_lock);
2921
2922         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2923         offset = l3->colour_next;
2924         l3->colour_next++;
2925         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2926                 l3->colour_next = 0;
2927         spin_unlock(&l3->list_lock);
2928
2929         offset *= cachep->colour_off;
2930
2931         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2932                 local_irq_enable();
2933
2934         /*
2935          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2936          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2937          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2938          * will eventually be caught here (where it matters).
2939          */
2940         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2941
2942         /*
2943          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2944          * 'nodeid'.
2945          */
2946         if (!objp)
2947                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2948         if (!objp)
2949                 goto failed;
2950
2951         /* Get slab management. */
2952         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2953                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2954         if (!slabp)
2955                 goto opps1;
2956
2957         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2958
2959         cache_init_objs(cachep, slabp);
2960
2961         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2962                 local_irq_disable();
2963         check_irq_off();
2964         spin_lock(&l3->list_lock);
2965
2966         /* Make slab active. */
2967         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2968         STATS_INC_GROWN(cachep);
2969         l3->free_objects += cachep->num;
2970         spin_unlock(&l3->list_lock);
2971         return 1;
2972 opps1:
2973         kmem_freepages(cachep, objp);
2974 failed:
2975         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2976                 local_irq_disable();
2977         return 0;
2978 }
2979
2980 #if DEBUG
2981
2982 /*
2983  * Perform extra freeing checks:
2984  * - detect bad pointers.
2985  * - POISON/RED_ZONE checking
2986  */
2987 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2988 {
2989         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2990                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2991                        (unsigned long)objp);
2992                 BUG();
2993         }
2994 }
2995
2996 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2997 {
2998         unsigned long long redzone1, redzone2;
2999
3000         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
3001         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
3002
3003         /*
3004          * Redzone is ok.
3005          */
3006         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
3007                 return;
3008
3009         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
3010                 slab_error(cache, "double free detected");
3011         else
3012                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
3013
3014         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
3015                         obj, redzone1, redzone2);
3016 }
3017
3018 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3019                                    unsigned long caller)
3020 {
3021         struct page *page;
3022         unsigned int objnr;
3023         struct slab *slabp;
3024
3025         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3026
3027         objp -= obj_offset(cachep);
3028         kfree_debugcheck(objp);
3029         page = virt_to_head_page(objp);
3030
3031         slabp = page->slab_page;
3032
3033         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3034                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3035                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3036                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3037         }
3038         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3039                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3040
3041         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3042
3043         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3044         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3045
3046 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3047         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3048 #endif
3049         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3050 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3051                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3052                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3053                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3054                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3055                 } else {
3056                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3057                 }
3058 #else
3059                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3060 #endif
3061         }
3062         return objp;
3063 }
3064
3065 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3066 {
3067         kmem_bufctl_t i;
3068         int entries = 0;
3069
3070         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3071         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3072                 entries++;
3073                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3074                         goto bad;
3075         }
3076         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3077 bad:
3078                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3079                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3080                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3081                         print_tainted());
3082                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3083                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3084                         1);
3085                 BUG();
3086         }
3087 }
3088 #else
3089 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3090 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3091 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3092 #endif
3093
3094 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3095                                                         bool force_refill)
3096 {
3097         int batchcount;
3098         struct kmem_list3 *l3;
3099         struct array_cache *ac;
3100         int node;
3101
3102         check_irq_off();
3103         node = numa_mem_id();
3104         if (unlikely(force_refill))
3105                 goto force_grow;
3106 retry:
3107         ac = cpu_cache_get(cachep);
3108         batchcount = ac->batchcount;
3109         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3110                 /*
3111                  * If there was little recent activity on this cache, then
3112                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3113                  * refill bouncing.
3114                  */
3115                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3116         }
3117         l3 = cachep->nodelists[node];
3118
3119         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3120         spin_lock(&l3->list_lock);
3121
3122         /* See if we can refill from the shared array */
3123         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3124                 l3->shared->touched = 1;
3125                 goto alloc_done;
3126         }
3127
3128         while (batchcount > 0) {
3129                 struct list_head *entry;
3130                 struct slab *slabp;
3131                 /* Get slab alloc is to come from. */
3132                 entry = l3->slabs_partial.next;
3133                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3134                         l3->free_touched = 1;
3135                         entry = l3->slabs_free.next;
3136                         if (entry == &l3->slabs_free)
3137                                 goto must_grow;
3138                 }
3139
3140                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3141                 check_slabp(cachep, slabp);
3142                 check_spinlock_acquired(cachep);
3143
3144                 /*
3145                  * The slab was either on partial or free list so
3146                  * there must be at least one object available for
3147                  * allocation.
3148                  */
3149                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3150
3151                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3152                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3153                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3154                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3155
3156                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3157                                                                         node));
3158                 }
3159                 check_slabp(cachep, slabp);
3160
3161                 /* move slabp to correct slabp list: */
3162                 list_del(&slabp->list);
3163                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3164                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3165                 else
3166                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3167         }
3168
3169 must_grow:
3170         l3->free_objects -= ac->avail;
3171 alloc_done:
3172         spin_unlock(&l3->list_lock);
3173
3174         if (unlikely(!ac->avail)) {
3175                 int x;
3176 force_grow:
3177                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3178
3179                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3180                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3181                 node = numa_mem_id();
3182
3183                 /* no objects in sight? abort */
3184                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3185                         return NULL;
3186
3187                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3188                         goto retry;
3189         }
3190         ac->touched = 1;
3191
3192         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3193 }
3194
3195 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3196                                                 gfp_t flags)
3197 {
3198         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3199 #if DEBUG
3200         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3201 #endif
3202 }
3203
3204 #if DEBUG
3205 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3206                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3207 {
3208         if (!objp)
3209                 return objp;
3210         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3211 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3212                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3213                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3214                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3215                 else
3216                         check_poison_obj(cachep, objp);
3217 #else
3218                 check_poison_obj(cachep, objp);
3219 #endif
3220                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3221         }
3222         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3223                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3224
3225         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3226                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3227                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3228                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3229                                                 " object was overwritten");
3230                         printk(KERN_ERR
3231                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3232                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3233                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3234                 }
3235                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3236                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3237         }
3238 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3239         {
3240                 struct slab *slabp;
3241                 unsigned objnr;
3242
3243                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3244                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3245                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3246         }
3247 #endif
3248         objp += obj_offset(cachep);
3249         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3250                 cachep->ctor(objp);
3251         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3252             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3253                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3254                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3255         }
3256         return objp;
3257 }
3258 #else
3259 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3260 #endif
3261
3262 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3263 {
3264         if (cachep == kmem_cache)
3265                 return false;
3266
3267         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3268 }
3269
3270 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3271 {
3272         void *objp;
3273         struct array_cache *ac;
3274         bool force_refill = false;
3275
3276         check_irq_off();
3277
3278         ac = cpu_cache_get(cachep);
3279         if (likely(ac->avail)) {
3280                 ac->touched = 1;
3281                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3282
3283                 /*
3284                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3285                  * by the current flags
3286                  */
3287                 if (objp) {
3288                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3289                         goto out;
3290                 }
3291                 force_refill = true;
3292         }
3293
3294         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3295         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3296         /*
3297          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3298          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3299          */
3300         ac = cpu_cache_get(cachep);
3301
3302 out:
3303         /*
3304          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3305          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3306          * treat the array pointers as a reference to the object.
3307          */
3308         if (objp)
3309                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3310         return objp;
3311 }
3312
3313 #ifdef CONFIG_NUMA
3314 /*
3315  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3316  *
3317  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3318  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3319  */
3320 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3321 {
3322         int nid_alloc, nid_here;
3323
3324         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3325                 return NULL;
3326         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3327         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3328                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3329         else if (current->mempolicy)
3330                 nid_alloc = slab_node();
3331         if (nid_alloc != nid_here)
3332                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3333         return NULL;
3334 }
3335
3336 /*
3337  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3338  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3339  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3340  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3341  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3342  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3343  */
3344 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3345 {
3346         struct zonelist *zonelist;
3347         gfp_t local_flags;
3348         struct zoneref *z;
3349         struct zone *zone;
3350         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3351         void *obj = NULL;
3352         int nid;
3353         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3354
3355         if (flags & __GFP_THISNODE)
3356                 return NULL;
3357
3358         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3359
3360 retry_cpuset:
3361         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3362         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3363
3364 retry:
3365         /*
3366          * Look through allowed nodes for objects available
3367          * from existing per node queues.
3368          */
3369         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3370                 nid = zone_to_nid(zone);
3371
3372                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3373                         cache->nodelists[nid] &&
3374                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3375                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3376                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3377                                 if (obj)
3378                                         break;
3379                 }
3380         }
3381
3382         if (!obj) {
3383                 /*
3384                  * This allocation will be performed within the constraints
3385                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3386                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3387                  * set and go into memory reserves if necessary.
3388                  */
3389                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3390                         local_irq_enable();
3391                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3392                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3393                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3394                         local_irq_disable();
3395                 if (obj) {
3396                         /*
3397                          * Insert into the appropriate per node queues
3398                          */
3399                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3400                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3401                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3402                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3403                                 if (!obj)
3404                                         /*
3405                                          * Another processor may allocate the
3406                                          * objects in the slab since we are
3407                                          * not holding any locks.
3408                                          */
3409                                         goto retry;
3410                         } else {
3411                                 /* cache_grow already freed obj */
3412                                 obj = NULL;
3413                         }
3414                 }
3415         }
3416
3417         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3418                 goto retry_cpuset;
3419         return obj;
3420 }
3421
3422 /*
3423  * A interface to enable slab creation on nodeid
3424  */
3425 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3426                                 int nodeid)
3427 {
3428         struct list_head *entry;
3429         struct slab *slabp;
3430         struct kmem_list3 *l3;
3431         void *obj;
3432         int x;
3433
3434         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3435         BUG_ON(!l3);
3436
3437 retry:
3438         check_irq_off();
3439         spin_lock(&l3->list_lock);
3440         entry = l3->slabs_partial.next;
3441         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3442                 l3->free_touched = 1;
3443                 entry = l3->slabs_free.next;
3444                 if (entry == &l3->slabs_free)
3445                         goto must_grow;
3446         }
3447
3448         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3449         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3450         check_slabp(cachep, slabp);
3451
3452         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3453         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3454         STATS_SET_HIGH(cachep);
3455
3456         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3457
3458         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3459         check_slabp(cachep, slabp);
3460         l3->free_objects--;
3461         /* move slabp to correct slabp list: */
3462         list_del(&slabp->list);
3463
3464         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3465                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3466         else
3467                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3468
3469         spin_unlock(&l3->list_lock);
3470         goto done;
3471
3472 must_grow:
3473         spin_unlock(&l3->list_lock);
3474         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3475         if (x)
3476                 goto retry;
3477
3478         return fallback_alloc(cachep, flags);
3479
3480 done:
3481         return obj;
3482 }
3483
3484 /**
3485  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3486  * @cachep: The cache to allocate from.
3487  * @flags: See kmalloc().
3488  * @nodeid: node number of the target node.
3489  * @caller: return address of caller, used for debug information
3490  *
3491  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3492  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3493  *
3494  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3495  */
3496 static __always_inline void *
3497 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3498                    unsigned long caller)
3499 {
3500         unsigned long save_flags;
3501         void *ptr;
3502         int slab_node = numa_mem_id();
3503
3504         flags &= gfp_allowed_mask;
3505
3506         lockdep_trace_alloc(flags);
3507
3508         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3509                 return NULL;
3510
3511         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3512         local_irq_save(save_flags);
3513