]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/slab.c
cd5a92650303c251bf1b769feea8c807e85fa15b
[~andy/linux] / 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 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
166 #if DEBUG
167 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
168                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
169                          SLAB_CACHE_DMA | \
170                          SLAB_STORE_USER | \
171                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
172                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
173                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
174 #else
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
179                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
180 #endif
181
182 /*
183  * kmem_bufctl_t:
184  *
185  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
186  * linked offsets.
187  *
188  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
189  * slab an object belongs to.
190  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
191  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
192  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
193  * that does not use off-slab slabs.
194  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
195  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
196  * to have too many per slab.
197  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
198  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
199  */
200
201 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
202 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
203 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
204 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
205 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
206
207 /*
208  * struct slab_rcu
209  *
210  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
211  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
212  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
213  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
214  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
215  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
216  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
217  *
218  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
219  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
220  */
221 struct slab_rcu {
222         struct rcu_head head;
223         struct kmem_cache *cachep;
224         void *addr;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab
229  *
230  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
231  * for a slab, or allocated from an general cache.
232  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
233  */
234 struct slab {
235         union {
236                 struct {
237                         struct list_head list;
238                         unsigned long colouroff;
239                         void *s_mem;            /* including colour offset */
240                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
241                         kmem_bufctl_t free;
242                         unsigned short nodeid;
243                 };
244                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
245         };
246 };
247
248 /*
249  * struct array_cache
250  *
251  * Purpose:
252  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
253  * - reduce the number of linked list operations
254  * - reduce spinlock operations
255  *
256  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
257  * footprint.
258  *
259  */
260 struct array_cache {
261         unsigned int avail;
262         unsigned int limit;
263         unsigned int batchcount;
264         unsigned int touched;
265         spinlock_t lock;
266         void *entry[];  /*
267                          * Must have this definition in here for the proper
268                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
269                          * the entries.
270                          *
271                          * Entries should not be directly dereferenced as
272                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
273                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
274                          */
275 };
276
277 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
278 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
279 {
280         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
281 }
282
283 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
284 {
285         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
286         return;
287 }
288
289 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
290 {
291         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
292 }
293
294 /*
295  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
296  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
297  */
298 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
299 struct arraycache_init {
300         struct array_cache cache;
301         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
302 };
303
304 /*
305  * The slab lists for all objects.
306  */
307 struct kmem_list3 {
308         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
309         struct list_head slabs_full;
310         struct list_head slabs_free;
311         unsigned long free_objects;
312         unsigned int free_limit;
313         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
314         spinlock_t list_lock;
315         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
316         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
317         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
318         int free_touched;               /* updated without locking */
319 };
320
321 /*
322  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
323  */
324 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
325 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
326 #define CACHE_CACHE 0
327 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
328 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
329
330 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
331                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
332 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
333                         int node);
334 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
335 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
336
337 /*
338  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
339  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
340  */
341 static __always_inline int index_of(const size_t size)
342 {
343         extern void __bad_size(void);
344
345         if (__builtin_constant_p(size)) {
346                 int i = 0;
347
348 #define CACHE(x) \
349         if (size <=x) \
350                 return i; \
351         else \
352                 i++;
353 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
354 #undef CACHE
355                 __bad_size();
356         } else
357                 __bad_size();
358         return 0;
359 }
360
361 static int slab_early_init = 1;
362
363 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
364 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
365
366 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
367 {
368         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
369         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
370         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
371         parent->shared = NULL;
372         parent->alien = NULL;
373         parent->colour_next = 0;
374         spin_lock_init(&parent->list_lock);
375         parent->free_objects = 0;
376         parent->free_touched = 0;
377 }
378
379 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
380         do {                                                            \
381                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
382                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
383         } while (0)
384
385 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
386         do {                                                            \
387         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
388         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
389         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
390         } while (0)
391
392 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
393 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
394
395 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
396 /*
397  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
398  * cpucache drain/refill cycles.
399  *
400  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
401  * which could lock up otherwise freeable slabs.
402  */
403 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
404 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
405
406 #if STATS
407 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
408 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
409 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
410 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
411 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
412 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
413         do {                                                            \
414                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
415                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
416         } while (0)
417 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
418 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
419 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
420 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
421 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
422         do {                                                            \
423                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
424                         (x)->max_freeable = i;                          \
425         } while (0)
426 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
427 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
428 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
429 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
430 #else
431 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
432 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
433 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
434 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
435 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
436 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
437 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
438 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
439 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
440 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
441 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
442 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
443 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
444 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
445 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
446 #endif
447
448 #if DEBUG
449
450 /*
451  * memory layout of objects:
452  * 0            : objp
453  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
454  *              the end of an object is aligned with the end of the real
455  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
456  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
457  *              redzone word.
458  * cachep->obj_offset: The real object.
459  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
460  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
461  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
462  */
463 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
464 {
465         return cachep->obj_offset;
466 }
467
468 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
469 {
470         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
471         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
472                                       sizeof(unsigned long long));
473 }
474
475 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
476 {
477         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
478         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
479                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
480                                               sizeof(unsigned long long) -
481                                               REDZONE_ALIGN);
482         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
483                                        sizeof(unsigned long long));
484 }
485
486 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
487 {
488         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
489         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
490 }
491
492 #else
493
494 #define obj_offset(x)                   0
495 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
496 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
497 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
498
499 #endif
500
501 #ifdef CONFIG_TRACING
502 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
503 {
504         return cachep->size;
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
507 #endif
508
509 /*
510  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
511  * overridden on the command line.
512  */
513 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
514 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
515 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
516 static bool slab_max_order_set __initdata;
517
518 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
519 {
520         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
521         return page->slab_cache;
522 }
523
524 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
525 {
526         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
527
528         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
529         return page->slab_page;
530 }
531
532 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
533                                  unsigned int idx)
534 {
535         return slab->s_mem + cache->size * idx;
536 }
537
538 /*
539  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
540  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
541  *   we can replace (offset / cache->size) by
542  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
543  */
544 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
545                                         const struct slab *slab, void *obj)
546 {
547         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
548         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
549 }
550
551 /*
552  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
553  */
554 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
555 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
556 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
557         CACHE(ULONG_MAX)
558 #undef CACHE
559 };
560 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
561
562 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
563 struct cache_names {
564         char *name;
565         char *name_dma;
566 };
567
568 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
569 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
570 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
571         {NULL,}
572 #undef CACHE
573 };
574
575 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
576     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
577 static struct arraycache_init initarray_generic =
578     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
579
580 /* internal cache of cache description objs */
581 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
582 static struct kmem_cache cache_cache = {
583         .nodelists = cache_cache_nodelists,
584         .batchcount = 1,
585         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
586         .shared = 1,
587         .size = sizeof(struct kmem_cache),
588         .name = "kmem_cache",
589 };
590
591 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
592
593 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
594
595 /*
596  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
597  * for other slabs "off slab".
598  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
599  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
600  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
601  *
602  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
603  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
604  * then comes back up during hotplug
605  */
606 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
607 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
608
609 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
610 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
611
612 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
613                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
614                 int q)
615 {
616         struct array_cache **alc;
617         struct kmem_list3 *l3;
618         int r;
619
620         l3 = cachep->nodelists[q];
621         if (!l3)
622                 return;
623
624         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
625         alc = l3->alien;
626         /*
627          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
628          * should go away when common slab code is taught to
629          * work even without alien caches.
630          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
631          * for alloc_alien_cache,
632          */
633         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
634                 return;
635         for_each_node(r) {
636                 if (alc[r])
637                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
638         }
639 }
640
641 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
642 {
643         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
644 }
645
646 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
647 {
648         int node;
649
650         for_each_online_node(node)
651                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
652 }
653
654 static void init_node_lock_keys(int q)
655 {
656         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
657
658         if (slab_state < UP)
659                 return;
660
661         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
662                 struct kmem_list3 *l3;
663
664                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
665                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
666                         continue;
667
668                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
669                                 &on_slab_alc_key, q);
670         }
671 }
672
673 static inline void init_lock_keys(void)
674 {
675         int node;
676
677         for_each_node(node)
678                 init_node_lock_keys(node);
679 }
680 #else
681 static void init_node_lock_keys(int q)
682 {
683 }
684
685 static inline void init_lock_keys(void)
686 {
687 }
688
689 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
690 {
691 }
692
693 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
694 {
695 }
696 #endif
697
698 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
699
700 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
701 {
702         return cachep->array[smp_processor_id()];
703 }
704
705 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
706                                                         gfp_t gfpflags)
707 {
708         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
709
710 #if DEBUG
711         /* This happens if someone tries to call
712          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
713          * the generic caches are initialized.
714          */
715         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
716 #endif
717         if (!size)
718                 return ZERO_SIZE_PTR;
719
720         while (size > csizep->cs_size)
721                 csizep++;
722
723         /*
724          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
725          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
726          * for large kmalloc calls required.
727          */
728 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
729         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
730                 return csizep->cs_dmacachep;
731 #endif
732         return csizep->cs_cachep;
733 }
734
735 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
736 {
737         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
738 }
739
740 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
741 {
742         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
743 }
744
745 /*
746  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
747  */
748 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
749                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
750                            unsigned int *num)
751 {
752         int nr_objs;
753         size_t mgmt_size;
754         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
755
756         /*
757          * The slab management structure can be either off the slab or
758          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
759          * slab is used for:
760          *
761          * - The struct slab
762          * - One kmem_bufctl_t for each object
763          * - Padding to respect alignment of @align
764          * - @buffer_size bytes for each object
765          *
766          * If the slab management structure is off the slab, then the
767          * alignment will already be calculated into the size. Because
768          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
769          * correct alignment when allocated.
770          */
771         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
772                 mgmt_size = 0;
773                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
774
775                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
776                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
777         } else {
778                 /*
779                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
780                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
781                  * least @align. In the worst case, this result will
782                  * be one greater than the number of objects that fit
783                  * into the memory allocation when taking the padding
784                  * into account.
785                  */
786                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
787                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
788
789                 /*
790                  * This calculated number will be either the right
791                  * amount, or one greater than what we want.
792                  */
793                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
794                        > slab_size)
795                         nr_objs--;
796
797                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
798                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
799
800                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
801         }
802         *num = nr_objs;
803         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
804 }
805
806 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
807
808 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
809                         char *msg)
810 {
811         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
812                function, cachep->name, msg);
813         dump_stack();
814 }
815
816 /*
817  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
818  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
819  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
820  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
821  * line
822   */
823
824 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
825 static int __init noaliencache_setup(char *s)
826 {
827         use_alien_caches = 0;
828         return 1;
829 }
830 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
831
832 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
833 {
834         get_option(&str, &slab_max_order);
835         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
836                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
837         slab_max_order_set = true;
838
839         return 1;
840 }
841 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
842
843 #ifdef CONFIG_NUMA
844 /*
845  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
846  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
847  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
848  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
849  */
850 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
851
852 static void init_reap_node(int cpu)
853 {
854         int node;
855
856         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
857         if (node == MAX_NUMNODES)
858                 node = first_node(node_online_map);
859
860         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
861 }
862
863 static void next_reap_node(void)
864 {
865         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
866
867         node = next_node(node, node_online_map);
868         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
869                 node = first_node(node_online_map);
870         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
871 }
872
873 #else
874 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
875 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
876 #endif
877
878 /*
879  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
880  * via the workqueue/eventd.
881  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
882  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
883  * lock.
884  */
885 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
886 {
887         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
888
889         /*
890          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
891          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
892          * at that time.
893          */
894         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
895                 init_reap_node(cpu);
896                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
897                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
898                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
899         }
900 }
901
902 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
903                                             int batchcount, gfp_t gfp)
904 {
905         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
906         struct array_cache *nc = NULL;
907
908         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
909         /*
910          * The array_cache structures contain pointers to free object.
911          * However, when such objects are allocated or transferred to another
912          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
913          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
914          * not scan such objects.
915          */
916         kmemleak_no_scan(nc);
917         if (nc) {
918                 nc->avail = 0;
919                 nc->limit = entries;
920                 nc->batchcount = batchcount;
921                 nc->touched = 0;
922                 spin_lock_init(&nc->lock);
923         }
924         return nc;
925 }
926
927 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
928 {
929         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
930
931         return PageSlabPfmemalloc(page);
932 }
933
934 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
935 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
936                                                 struct array_cache *ac)
937 {
938         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
939         struct slab *slabp;
940         unsigned long flags;
941
942         if (!pfmemalloc_active)
943                 return;
944
945         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
946         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
947                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
948                         goto out;
949
950         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
951                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
952                         goto out;
953
954         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
955                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
956                         goto out;
957
958         pfmemalloc_active = false;
959 out:
960         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
961 }
962
963 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
964                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
965 {
966         int i;
967         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
968
969         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
970         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
971                 struct kmem_list3 *l3;
972
973                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
974                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
975                         return objp;
976                 }
977
978                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
979                 for (i = 1; i < ac->avail; i++) {
980                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
981                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
982                                 objp = ac->entry[i];
983                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
984                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
985                                 return objp;
986                         }
987                 }
988
989                 /*
990                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
991                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
992                  */
993                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
994                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
995                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
996                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_page(slabp->s_mem));
997                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
998                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
999                         return objp;
1000                 }
1001
1002                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
1003                 ac->avail++;
1004                 objp = NULL;
1005         }
1006
1007         return objp;
1008 }
1009
1010 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
1011                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
1012 {
1013         void *objp;
1014
1015         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1016                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
1017         else
1018                 objp = ac->entry[--ac->avail];
1019
1020         return objp;
1021 }
1022
1023 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1024                                                                 void *objp)
1025 {
1026         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
1027                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
1028                 struct page *page = virt_to_page(objp);
1029                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
1030                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
1031         }
1032
1033         return objp;
1034 }
1035
1036 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1037                                                                 void *objp)
1038 {
1039         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1040                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1041
1042         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Transfer objects in one arraycache to another.
1047  * Locking must be handled by the caller.
1048  *
1049  * Return the number of entries transferred.
1050  */
1051 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1052                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1053 {
1054         /* Figure out how many entries to transfer */
1055         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1056
1057         if (!nr)
1058                 return 0;
1059
1060         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1061                         sizeof(void *) *nr);
1062
1063         from->avail -= nr;
1064         to->avail += nr;
1065         return nr;
1066 }
1067
1068 #ifndef CONFIG_NUMA
1069
1070 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1071 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1072
1073 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1074 {
1075         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1076 }
1077
1078 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1079 {
1080 }
1081
1082 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1083 {
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1088                 gfp_t flags)
1089 {
1090         return NULL;
1091 }
1092
1093 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1094                  gfp_t flags, int nodeid)
1095 {
1096         return NULL;
1097 }
1098
1099 #else   /* CONFIG_NUMA */
1100
1101 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1102 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1103
1104 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1105 {
1106         struct array_cache **ac_ptr;
1107         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1108         int i;
1109
1110         if (limit > 1)
1111                 limit = 12;
1112         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1113         if (ac_ptr) {
1114                 for_each_node(i) {
1115                         if (i == node || !node_online(i))
1116                                 continue;
1117                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1118                         if (!ac_ptr[i]) {
1119                                 for (i--; i >= 0; i--)
1120                                         kfree(ac_ptr[i]);
1121                                 kfree(ac_ptr);
1122                                 return NULL;
1123                         }
1124                 }
1125         }
1126         return ac_ptr;
1127 }
1128
1129 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1130 {
1131         int i;
1132
1133         if (!ac_ptr)
1134                 return;
1135         for_each_node(i)
1136             kfree(ac_ptr[i]);
1137         kfree(ac_ptr);
1138 }
1139
1140 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1141                                 struct array_cache *ac, int node)
1142 {
1143         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1144
1145         if (ac->avail) {
1146                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1147                 /*
1148                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1149                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1150                  * into the free lists and getting them back later.
1151                  */
1152                 if (rl3->shared)
1153                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1154
1155                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1156                 ac->avail = 0;
1157                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1158         }
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1163  */
1164 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1165 {
1166         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1167
1168         if (l3->alien) {
1169                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1170
1171                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1172                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1173                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1174                 }
1175         }
1176 }
1177
1178 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1179                                 struct array_cache **alien)
1180 {
1181         int i = 0;
1182         struct array_cache *ac;
1183         unsigned long flags;
1184
1185         for_each_online_node(i) {
1186                 ac = alien[i];
1187                 if (ac) {
1188                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1189                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1190                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1191                 }
1192         }
1193 }
1194
1195 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1196 {
1197         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1198         int nodeid = slabp->nodeid;
1199         struct kmem_list3 *l3;
1200         struct array_cache *alien = NULL;
1201         int node;
1202
1203         node = numa_mem_id();
1204
1205         /*
1206          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1207          * cache on this cpu.
1208          */
1209         if (likely(slabp->nodeid == node))
1210                 return 0;
1211
1212         l3 = cachep->nodelists[node];
1213         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1214         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1215                 alien = l3->alien[nodeid];
1216                 spin_lock(&alien->lock);
1217                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1218                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1219                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1220                 }
1221                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1222                 spin_unlock(&alien->lock);
1223         } else {
1224                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1225                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1226                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1227         }
1228         return 1;
1229 }
1230 #endif
1231
1232 /*
1233  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1234  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1235  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1236  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1237  * already in use.
1238  *
1239  * Must hold slab_mutex.
1240  */
1241 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1242 {
1243         struct kmem_cache *cachep;
1244         struct kmem_list3 *l3;
1245         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1246
1247         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1248                 /*
1249                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1250                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1251                  * node has not already allocated this
1252                  */
1253                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1254                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1255                         if (!l3)
1256                                 return -ENOMEM;
1257                         kmem_list3_init(l3);
1258                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1259                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1260
1261                         /*
1262                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1263                          * go.  slab_mutex is sufficient
1264                          * protection here.
1265                          */
1266                         cachep->nodelists[node] = l3;
1267                 }
1268
1269                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1270                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1271                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1272                         cachep->batchcount + cachep->num;
1273                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1274         }
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1279 {
1280         struct kmem_cache *cachep;
1281         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1282         int node = cpu_to_mem(cpu);
1283         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1284
1285         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1286                 struct array_cache *nc;
1287                 struct array_cache *shared;
1288                 struct array_cache **alien;
1289
1290                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1291                 nc = cachep->array[cpu];
1292                 cachep->array[cpu] = NULL;
1293                 l3 = cachep->nodelists[node];
1294
1295                 if (!l3)
1296                         goto free_array_cache;
1297
1298                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1299
1300                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1301                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1302                 if (nc)
1303                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1304
1305                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1306                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1307                         goto free_array_cache;
1308                 }
1309
1310                 shared = l3->shared;
1311                 if (shared) {
1312                         free_block(cachep, shared->entry,
1313                                    shared->avail, node);
1314                         l3->shared = NULL;
1315                 }
1316
1317                 alien = l3->alien;
1318                 l3->alien = NULL;
1319
1320                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1321
1322                 kfree(shared);
1323                 if (alien) {
1324                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1325                         free_alien_cache(alien);
1326                 }
1327 free_array_cache:
1328                 kfree(nc);
1329         }
1330         /*
1331          * In the previous loop, all the objects were freed to
1332          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1333          * shrink each nodelist to its limit.
1334          */
1335         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1336                 l3 = cachep->nodelists[node];
1337                 if (!l3)
1338                         continue;
1339                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1340         }
1341 }
1342
1343 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1344 {
1345         struct kmem_cache *cachep;
1346         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1347         int node = cpu_to_mem(cpu);
1348         int err;
1349
1350         /*
1351          * We need to do this right in the beginning since
1352          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1353          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1354          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1355          */
1356         err = init_cache_nodelists_node(node);
1357         if (err < 0)
1358                 goto bad;
1359
1360         /*
1361          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1362          * array caches
1363          */
1364         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1365                 struct array_cache *nc;
1366                 struct array_cache *shared = NULL;
1367                 struct array_cache **alien = NULL;
1368
1369                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1370                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1371                 if (!nc)
1372                         goto bad;
1373                 if (cachep->shared) {
1374                         shared = alloc_arraycache(node,
1375                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1376                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1377                         if (!shared) {
1378                                 kfree(nc);
1379                                 goto bad;
1380                         }
1381                 }
1382                 if (use_alien_caches) {
1383                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1384                         if (!alien) {
1385                                 kfree(shared);
1386                                 kfree(nc);
1387                                 goto bad;
1388                         }
1389                 }
1390                 cachep->array[cpu] = nc;
1391                 l3 = cachep->nodelists[node];
1392                 BUG_ON(!l3);
1393
1394                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1395                 if (!l3->shared) {
1396                         /*
1397                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1398                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1399                          */
1400                         l3->shared = shared;
1401                         shared = NULL;
1402                 }
1403 #ifdef CONFIG_NUMA
1404                 if (!l3->alien) {
1405                         l3->alien = alien;
1406                         alien = NULL;
1407                 }
1408 #endif
1409                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1410                 kfree(shared);
1411                 free_alien_cache(alien);
1412                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1413                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1414         }
1415         init_node_lock_keys(node);
1416
1417         return 0;
1418 bad:
1419         cpuup_canceled(cpu);
1420         return -ENOMEM;
1421 }
1422
1423 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1424                                     unsigned long action, void *hcpu)
1425 {
1426         long cpu = (long)hcpu;
1427         int err = 0;
1428
1429         switch (action) {
1430         case CPU_UP_PREPARE:
1431         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1432                 mutex_lock(&slab_mutex);
1433                 err = cpuup_prepare(cpu);
1434                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1435                 break;
1436         case CPU_ONLINE:
1437         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1438                 start_cpu_timer(cpu);
1439                 break;
1440 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1441         case CPU_DOWN_PREPARE:
1442         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1443                 /*
1444                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1445                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1446                  * anything expensive but will only modify reap_work
1447                  * and reschedule the timer.
1448                 */
1449                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1450                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1451                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1452                 break;
1453         case CPU_DOWN_FAILED:
1454         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1455                 start_cpu_timer(cpu);
1456                 break;
1457         case CPU_DEAD:
1458         case CPU_DEAD_FROZEN:
1459                 /*
1460                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1461                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1462                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1463                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1464                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1465                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1466                  */
1467                 /* fall through */
1468 #endif
1469         case CPU_UP_CANCELED:
1470         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1471                 mutex_lock(&slab_mutex);
1472                 cpuup_canceled(cpu);
1473                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1474                 break;
1475         }
1476         return notifier_from_errno(err);
1477 }
1478
1479 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1480         &cpuup_callback, NULL, 0
1481 };
1482
1483 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1484 /*
1485  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1486  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1487  * removed.
1488  *
1489  * Must hold slab_mutex.
1490  */
1491 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1492 {
1493         struct kmem_cache *cachep;
1494         int ret = 0;
1495
1496         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1497                 struct kmem_list3 *l3;
1498
1499                 l3 = cachep->nodelists[node];
1500                 if (!l3)
1501                         continue;
1502
1503                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1504
1505                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1506                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1507                         ret = -EBUSY;
1508                         break;
1509                 }
1510         }
1511         return ret;
1512 }
1513
1514 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1515                                         unsigned long action, void *arg)
1516 {
1517         struct memory_notify *mnb = arg;
1518         int ret = 0;
1519         int nid;
1520
1521         nid = mnb->status_change_nid;
1522         if (nid < 0)
1523                 goto out;
1524
1525         switch (action) {
1526         case MEM_GOING_ONLINE:
1527                 mutex_lock(&slab_mutex);
1528                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1529                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1530                 break;
1531         case MEM_GOING_OFFLINE:
1532                 mutex_lock(&slab_mutex);
1533                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1534                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1535                 break;
1536         case MEM_ONLINE:
1537         case MEM_OFFLINE:
1538         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1539         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1540                 break;
1541         }
1542 out:
1543         return notifier_from_errno(ret);
1544 }
1545 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1546
1547 /*
1548  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1549  */
1550 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1551                                 int nodeid)
1552 {
1553         struct kmem_list3 *ptr;
1554
1555         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1556         BUG_ON(!ptr);
1557
1558         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1559         /*
1560          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1561          */
1562         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1563
1564         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1565         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1570  * size of kmem_list3.
1571  */
1572 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1573 {
1574         int node;
1575
1576         for_each_online_node(node) {
1577                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1578                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1579                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1580                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1581         }
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1586  * before smp_init().
1587  */
1588 void __init kmem_cache_init(void)
1589 {
1590         size_t left_over;
1591         struct cache_sizes *sizes;
1592         struct cache_names *names;
1593         int i;
1594         int order;
1595         int node;
1596
1597         if (num_possible_nodes() == 1)
1598                 use_alien_caches = 0;
1599
1600         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1601                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1602                 if (i < MAX_NUMNODES)
1603                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1604         }
1605         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1606
1607         /*
1608          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1609          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1610          * not overridden on the command line.
1611          */
1612         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1613                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1614
1615         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1616          * from caches that do not exist yet:
1617          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1618          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1619          *    cache_cache is statically allocated.
1620          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1621          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1622          *    array at the end of the bootstrap.
1623          * 2) Create the first kmalloc cache.
1624          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1625          *    An __init data area is used for the head array.
1626          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1627          *    head arrays.
1628          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1629          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1630          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1631          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1632          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1633          */
1634
1635         node = numa_mem_id();
1636
1637         /* 1) create the cache_cache */
1638         INIT_LIST_HEAD(&slab_caches);
1639         list_add(&cache_cache.list, &slab_caches);
1640         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1641         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1642         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1643
1644         /*
1645          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1646          */
1647         cache_cache.size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1648                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1649         cache_cache.object_size = cache_cache.size;
1650         cache_cache.size = ALIGN(cache_cache.size,
1651                                         cache_line_size());
1652         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1653                 reciprocal_value(cache_cache.size);
1654
1655         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1656                 cache_estimate(order, cache_cache.size,
1657                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1658                 if (cache_cache.num)
1659                         break;
1660         }
1661         BUG_ON(!cache_cache.num);
1662         cache_cache.gfporder = order;
1663         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1664         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1665                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1666
1667         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1668         sizes = malloc_sizes;
1669         names = cache_names;
1670
1671         /*
1672          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1673          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1674          * bug.
1675          */
1676
1677         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = __kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1678                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1679                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1680                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1681                                         NULL);
1682
1683         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1684                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1685                         __kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1686                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1687                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1688                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1689                                 NULL);
1690         }
1691
1692         slab_early_init = 0;
1693
1694         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1695                 /*
1696                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1697                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1698                  * eliminates "false sharing".
1699                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1700                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1701                  */
1702                 if (!sizes->cs_cachep) {
1703                         sizes->cs_cachep = __kmem_cache_create(names->name,
1704                                         sizes->cs_size,
1705                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1706                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1707                                         NULL);
1708                 }
1709 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1710                 sizes->cs_dmacachep = __kmem_cache_create(
1711                                         names->name_dma,
1712                                         sizes->cs_size,
1713                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1714                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1715                                                 SLAB_PANIC,
1716                                         NULL);
1717 #endif
1718                 sizes++;
1719                 names++;
1720         }
1721         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1722         {
1723                 struct array_cache *ptr;
1724
1725                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1726
1727                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1728                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1729                        sizeof(struct arraycache_init));
1730                 /*
1731                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1732                  */
1733                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1734
1735                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1736
1737                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1738
1739                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1740                        != &initarray_generic.cache);
1741                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1742                        sizeof(struct arraycache_init));
1743                 /*
1744                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1745                  */
1746                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1747
1748                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1749                     ptr;
1750         }
1751         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1752         {
1753                 int nid;
1754
1755                 for_each_online_node(nid) {
1756                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1757
1758                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1759                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1760
1761                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1762                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1763                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1764                         }
1765                 }
1766         }
1767
1768         slab_state = UP;
1769 }
1770
1771 void __init kmem_cache_init_late(void)
1772 {
1773         struct kmem_cache *cachep;
1774
1775         slab_state = UP;
1776
1777         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1778         mutex_lock(&slab_mutex);
1779         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1780                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1781                         BUG();
1782         mutex_unlock(&slab_mutex);
1783
1784         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1785         init_lock_keys();
1786
1787         /* Done! */
1788         slab_state = FULL;
1789
1790         /*
1791          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1792          * cpu_cache_get for all new cpus
1793          */
1794         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1795
1796 #ifdef CONFIG_NUMA
1797         /*
1798          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1799          * nodelists.
1800          */
1801         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1802 #endif
1803
1804         /*
1805          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1806          * of the kernel is not yet operational.
1807          */
1808 }
1809
1810 static int __init cpucache_init(void)
1811 {
1812         int cpu;
1813
1814         /*
1815          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1816          */
1817         for_each_online_cpu(cpu)
1818                 start_cpu_timer(cpu);
1819
1820         /* Done! */
1821         slab_state = FULL;
1822         return 0;
1823 }
1824 __initcall(cpucache_init);
1825
1826 static noinline void
1827 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1828 {
1829         struct kmem_list3 *l3;
1830         struct slab *slabp;
1831         unsigned long flags;
1832         int node;
1833
1834         printk(KERN_WARNING
1835                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1836                 nodeid, gfpflags);
1837         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1838                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1839
1840         for_each_online_node(node) {
1841                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1842                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1843
1844                 l3 = cachep->nodelists[node];
1845                 if (!l3)
1846                         continue;
1847
1848                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1849                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1850                         active_objs += cachep->num;
1851                         active_slabs++;
1852                 }
1853                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1854                         active_objs += slabp->inuse;
1855                         active_slabs++;
1856                 }
1857                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1858                         num_slabs++;
1859
1860                 free_objects += l3->free_objects;
1861                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1862
1863                 num_slabs += active_slabs;
1864                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1865                 printk(KERN_WARNING
1866                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1867                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1868                         free_objects);
1869         }
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1874  *
1875  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1876  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1877  * would be relatively rare and ignorable.
1878  */
1879 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1880 {
1881         struct page *page;
1882         int nr_pages;
1883         int i;
1884
1885 #ifndef CONFIG_MMU
1886         /*
1887          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1888          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1889          */
1890         flags |= __GFP_COMP;
1891 #endif
1892
1893         flags |= cachep->allocflags;
1894         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1895                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1896
1897         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1898         if (!page) {
1899                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1900                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1901                 return NULL;
1902         }
1903
1904         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1905         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1906                 pfmemalloc_active = true;
1907
1908         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1909         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1910                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1911                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1912         else
1913                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1914                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1915         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1916                 __SetPageSlab(page + i);
1917
1918                 if (page->pfmemalloc)
1919                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1920         }
1921
1922         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1923                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1924
1925                 if (cachep->ctor)
1926                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1927                 else
1928                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1929         }
1930
1931         return page_address(page);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Interface to system's page release.
1936  */
1937 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1938 {
1939         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1940         struct page *page = virt_to_page(addr);
1941         const unsigned long nr_freed = i;
1942
1943         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1944
1945         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1946                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1947                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1948         else
1949                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1950                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1951         while (i--) {
1952                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1953                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1954                 __ClearPageSlab(page);
1955                 page++;
1956         }
1957         if (current->reclaim_state)
1958                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1959         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1960 }
1961
1962 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1963 {
1964         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1965         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1966
1967         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1968         if (OFF_SLAB(cachep))
1969                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1970 }
1971
1972 #if DEBUG
1973
1974 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1975 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1976                             unsigned long caller)
1977 {
1978         int size = cachep->object_size;
1979
1980         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1981
1982         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1983                 return;
1984
1985         *addr++ = 0x12345678;
1986         *addr++ = caller;
1987         *addr++ = smp_processor_id();
1988         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1989         {
1990                 unsigned long *sptr = &caller;
1991                 unsigned long svalue;
1992
1993                 while (!kstack_end(sptr)) {
1994                         svalue = *sptr++;
1995                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1996                                 *addr++ = svalue;
1997                                 size -= sizeof(unsigned long);
1998                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1999                                         break;
2000                         }
2001                 }
2002
2003         }
2004         *addr++ = 0x87654321;
2005 }
2006 #endif
2007
2008 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
2009 {
2010         int size = cachep->object_size;
2011         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
2012
2013         memset(addr, val, size);
2014         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
2015 }
2016
2017 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
2018 {
2019         int i;
2020         unsigned char error = 0;
2021         int bad_count = 0;
2022
2023         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
2024         for (i = 0; i < limit; i++) {
2025                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
2026                         error = data[offset + i];
2027                         bad_count++;
2028                 }
2029         }
2030         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
2031                         &data[offset], limit, 1);
2032
2033         if (bad_count == 1) {
2034                 error ^= POISON_FREE;
2035                 if (!(error & (error - 1))) {
2036                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2037                                         "bad RAM.\n");
2038 #ifdef CONFIG_X86
2039                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2040                                         "test tool.\n");
2041 #else
2042                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2043 #endif
2044                 }
2045         }
2046 }
2047 #endif
2048
2049 #if DEBUG
2050
2051 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2052 {
2053         int i, size;
2054         char *realobj;
2055
2056         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2057                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2058                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2059                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2060         }
2061
2062         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2063                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2064                         *dbg_userword(cachep, objp));
2065                 print_symbol("(%s)",
2066                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2067                 printk("\n");
2068         }
2069         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2070         size = cachep->object_size;
2071         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2072                 int limit;
2073                 limit = 16;
2074                 if (i + limit > size)
2075                         limit = size - i;
2076                 dump_line(realobj, i, limit);
2077         }
2078 }
2079
2080 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2081 {
2082         char *realobj;
2083         int size, i;
2084         int lines = 0;
2085
2086         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2087         size = cachep->object_size;
2088
2089         for (i = 0; i < size; i++) {
2090                 char exp = POISON_FREE;
2091                 if (i == size - 1)
2092                         exp = POISON_END;
2093                 if (realobj[i] != exp) {
2094                         int limit;
2095                         /* Mismatch ! */
2096                         /* Print header */
2097                         if (lines == 0) {
2098                                 printk(KERN_ERR
2099                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2100                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2101                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2102                         }
2103                         /* Hexdump the affected line */
2104                         i = (i / 16) * 16;
2105                         limit = 16;
2106                         if (i + limit > size)
2107                                 limit = size - i;
2108                         dump_line(realobj, i, limit);
2109                         i += 16;
2110                         lines++;
2111                         /* Limit to 5 lines */
2112                         if (lines > 5)
2113                                 break;
2114                 }
2115         }
2116         if (lines != 0) {
2117                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2118                  * exist:
2119                  */
2120                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2121                 unsigned int objnr;
2122
2123                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2124                 if (objnr) {
2125                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2126                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2127                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2128                                realobj, size);
2129                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2130                 }
2131                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2132                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2133                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2134                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2135                                realobj, size);
2136                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2137                 }
2138         }
2139 }
2140 #endif
2141
2142 #if DEBUG
2143 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2144 {
2145         int i;
2146         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2147                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2148
2149                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2150 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2151                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2152                                         OFF_SLAB(cachep))
2153                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2154                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2155                         else
2156                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2157 #else
2158                         check_poison_obj(cachep, objp);
2159 #endif
2160                 }
2161                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2162                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2163                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2164                                            "was overwritten");
2165                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2166                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2167                                            "was overwritten");
2168                 }
2169         }
2170 }
2171 #else
2172 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2173 {
2174 }
2175 #endif
2176
2177 /**
2178  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2179  * @cachep: cache pointer being destroyed
2180  * @slabp: slab pointer being destroyed
2181  *
2182  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2183  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2184  * cache-lock is not held/needed.
2185  */
2186 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2187 {
2188         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2189
2190         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2191         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2192                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2193
2194                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2195                 slab_rcu->cachep = cachep;
2196                 slab_rcu->addr = addr;
2197                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2198         } else {
2199                 kmem_freepages(cachep, addr);
2200                 if (OFF_SLAB(cachep))
2201                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2202         }
2203 }
2204
2205 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2206 {
2207         int i;
2208         struct kmem_list3 *l3;
2209
2210         for_each_online_cpu(i)
2211             kfree(cachep->array[i]);
2212
2213         /* NUMA: free the list3 structures */
2214         for_each_online_node(i) {
2215                 l3 = cachep->nodelists[i];
2216                 if (l3) {
2217                         kfree(l3->shared);
2218                         free_alien_cache(l3->alien);
2219                         kfree(l3);
2220                 }
2221         }
2222         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2223 }
2224
2225
2226 /**
2227  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2228  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2229  * @size: size of objects to be created in this cache.
2230  * @align: required alignment for the objects.
2231  * @flags: slab allocation flags
2232  *
2233  * Also calculates the number of objects per slab.
2234  *
2235  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2236  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2237  * towards high-order requests, this should be changed.
2238  */
2239 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2240                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2241 {
2242         unsigned long offslab_limit;
2243         size_t left_over = 0;
2244         int gfporder;
2245
2246         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2247                 unsigned int num;
2248                 size_t remainder;
2249
2250                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2251                 if (!num)
2252                         continue;
2253
2254                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2255                         /*
2256                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2257                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2258                          * looping condition in cache_grow().
2259                          */
2260                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2261                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2262
2263                         if (num > offslab_limit)
2264                                 break;
2265                 }
2266
2267                 /* Found something acceptable - save it away */
2268                 cachep->num = num;
2269                 cachep->gfporder = gfporder;
2270                 left_over = remainder;
2271
2272                 /*
2273                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2274                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2275                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2276                  */
2277                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2278                         break;
2279
2280                 /*
2281                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2282                  * currently bad for the gfp()s.
2283                  */
2284                 if (gfporder >= slab_max_order)
2285                         break;
2286
2287                 /*
2288                  * Acceptable internal fragmentation?
2289                  */
2290                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2291                         break;
2292         }
2293         return left_over;
2294 }
2295
2296 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2297 {
2298         if (slab_state >= FULL)
2299                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2300
2301         if (slab_state == DOWN) {
2302                 /*
2303                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2304                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2305                  * further caches will BUG().
2306                  */
2307                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2308
2309                 /*
2310                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2311                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2312                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2313                  */
2314                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2315                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2316                         slab_state = PARTIAL_L3;
2317                 else
2318                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2319         } else {
2320                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2321                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2322
2323                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2324                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2325                         slab_state = PARTIAL_L3;
2326                 } else {
2327                         int node;
2328                         for_each_online_node(node) {
2329                                 cachep->nodelists[node] =
2330                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2331                                                 gfp, node);
2332                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2333                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2334                         }
2335                 }
2336         }
2337         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2338                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2339                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2340
2341         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2342         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2343         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2344         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2345         cachep->batchcount = 1;
2346         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2347         return 0;
2348 }
2349
2350 /**
2351  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2352  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2353  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2354  * @align: The required alignment for the objects.
2355  * @flags: SLAB flags
2356  * @ctor: A constructor for the objects.
2357  *
2358  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2359  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2360  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2361  *
2362  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2363  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2364  *
2365  * The flags are
2366  *
2367  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2368  * to catch references to uninitialised memory.
2369  *
2370  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2371  * for buffer overruns.
2372  *
2373  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2374  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2375  * as davem.
2376  */
2377 struct kmem_cache *
2378 __kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2379         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2380 {
2381         size_t left_over, slab_size, ralign;
2382         struct kmem_cache *cachep = NULL;
2383         gfp_t gfp;
2384
2385 #if DEBUG
2386 #if FORCED_DEBUG
2387         /*
2388          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2389          * large objects, if the increased size would increase the object size
2390          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2391          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2392          */
2393         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2394                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2395                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2396         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2397                 flags |= SLAB_POISON;
2398 #endif
2399         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2400                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2401 #endif
2402         /*
2403          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2404          * isn't available.
2405          */
2406         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2407
2408         /*
2409          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2410          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2411          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2412          */
2413         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2414                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2415                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2416         }
2417
2418         /* calculate the final buffer alignment: */
2419
2420         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2421         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2422                 /*
2423                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2424                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2425                  * one cacheline.
2426                  */
2427                 ralign = cache_line_size();
2428                 while (size <= ralign / 2)
2429                         ralign /= 2;
2430         } else {
2431                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2432         }
2433
2434         /*
2435          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2436          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2437          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2438          */
2439         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2440                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2441
2442         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2443                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2444                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2445                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2446                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2447                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2448         }
2449
2450         /* 2) arch mandated alignment */
2451         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2452                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2453         }
2454         /* 3) caller mandated alignment */
2455         if (ralign < align) {
2456                 ralign = align;
2457         }
2458         /* disable debug if necessary */
2459         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2460                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2461         /*
2462          * 4) Store it.
2463          */
2464         align = ralign;
2465
2466         if (slab_is_available())
2467                 gfp = GFP_KERNEL;
2468         else
2469                 gfp = GFP_NOWAIT;
2470
2471         /* Get cache's description obj. */
2472         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2473         if (!cachep)
2474                 return NULL;
2475
2476         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2477         cachep->object_size = size;
2478         cachep->align = align;
2479 #if DEBUG
2480
2481         /*
2482          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2483          * into align above.
2484          */
2485         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2486                 /* add space for red zone words */
2487                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2488                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2489         }
2490         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2491                 /* user store requires one word storage behind the end of
2492                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2493                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2494                  */
2495                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2496                         size += REDZONE_ALIGN;
2497                 else
2498                         size += BYTES_PER_WORD;
2499         }
2500 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2501         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2502             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2503                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2504                 size = PAGE_SIZE;
2505         }
2506 #endif
2507 #endif
2508
2509         /*
2510          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2511          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2512          * it too early on. Always use on-slab management when
2513          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2514          */
2515         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2516             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2517                 /*
2518                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2519                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2520                  */
2521                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2522
2523         size = ALIGN(size, align);
2524
2525         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2526
2527         if (!cachep->num) {
2528                 printk(KERN_ERR
2529                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2530                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2531                 return NULL;
2532         }
2533         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2534                           + sizeof(struct slab), align);
2535
2536         /*
2537          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2538          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2539          */
2540         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2541                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2542                 left_over -= slab_size;
2543         }
2544
2545         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2546                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2547                 slab_size =
2548                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2549
2550 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2551                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2552                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2553                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2554                  */
2555                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2556                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2557 #endif
2558         }
2559
2560         cachep->colour_off = cache_line_size();
2561         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2562         if (cachep->colour_off < align)
2563                 cachep->colour_off = align;
2564         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2565         cachep->slab_size = slab_size;
2566         cachep->flags = flags;
2567         cachep->allocflags = 0;
2568         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2569                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2570         cachep->size = size;
2571         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2572
2573         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2574                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2575                 /*
2576                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2577                  * But since we go off slab only for object size greater than
2578                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2579                  * this should not happen at all.
2580                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2581                  */
2582                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2583         }
2584         cachep->ctor = ctor;
2585         cachep->name = name;
2586
2587         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2588                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2589                 return NULL;
2590         }
2591
2592         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2593                 /*
2594                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2595                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2596                  */
2597                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2598
2599                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2600         }
2601
2602         /* cache setup completed, link it into the list */
2603         list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2604         return cachep;
2605 }
2606
2607 #if DEBUG
2608 static void check_irq_off(void)
2609 {
2610         BUG_ON(!irqs_disabled());
2611 }
2612
2613 static void check_irq_on(void)
2614 {
2615         BUG_ON(irqs_disabled());
2616 }
2617
2618 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2619 {
2620 #ifdef CONFIG_SMP
2621         check_irq_off();
2622         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2623 #endif
2624 }
2625
2626 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2627 {
2628 #ifdef CONFIG_SMP
2629         check_irq_off();
2630         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2631 #endif
2632 }
2633
2634 #else
2635 #define check_irq_off() do { } while(0)
2636 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2637 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2638 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2639 #endif
2640
2641 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2642                         struct array_cache *ac,
2643                         int force, int node);
2644
2645 static void do_drain(void *arg)
2646 {
2647         struct kmem_cache *cachep = arg;
2648         struct array_cache *ac;
2649         int node = numa_mem_id();
2650
2651         check_irq_off();
2652         ac = cpu_cache_get(cachep);
2653         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2654         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2655         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2656         ac->avail = 0;
2657 }
2658
2659 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2660 {
2661         struct kmem_list3 *l3;
2662         int node;
2663
2664         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2665         check_irq_on();
2666         for_each_online_node(node) {
2667                 l3 = cachep->nodelists[node];
2668                 if (l3 && l3->alien)
2669                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2670         }
2671
2672         for_each_online_node(node) {
2673                 l3 = cachep->nodelists[node];
2674                 if (l3)
2675                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2676         }
2677 }
2678
2679 /*
2680  * Remove slabs from the list of free slabs.
2681  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2682  *
2683  * Returns the actual number of slabs released.
2684  */
2685 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2686                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2687 {
2688         struct list_head *p;
2689         int nr_freed;
2690         struct slab *slabp;
2691
2692         nr_freed = 0;
2693         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2694
2695                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2696                 p = l3->slabs_free.prev;
2697                 if (p == &l3->slabs_free) {
2698                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2699                         goto out;
2700                 }
2701
2702                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2703 #if DEBUG
2704                 BUG_ON(slabp->inuse);
2705 #endif
2706                 list_del(&slabp->list);
2707                 /*
2708                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2709                  * to the cache.
2710                  */
2711                 l3->free_objects -= cache->num;
2712                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2713                 slab_destroy(cache, slabp);
2714                 nr_freed++;
2715         }
2716 out:
2717         return nr_freed;
2718 }
2719
2720 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2721 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2722 {
2723         int ret = 0, i = 0;
2724         struct kmem_list3 *l3;
2725
2726         drain_cpu_caches(cachep);
2727
2728         check_irq_on();
2729         for_each_online_node(i) {
2730                 l3 = cachep->nodelists[i];
2731                 if (!l3)
2732                         continue;
2733
2734                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2735
2736                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2737                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2738         }
2739         return (ret ? 1 : 0);
2740 }
2741
2742 /**
2743  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2744  * @cachep: The cache to shrink.
2745  *
2746  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2747  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2748  */
2749 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2750 {
2751         int ret;
2752         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2753
2754         get_online_cpus();
2755         mutex_lock(&slab_mutex);
2756         ret = __cache_shrink(cachep);
2757         mutex_unlock(&slab_mutex);
2758         put_online_cpus();
2759         return ret;
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2762
2763 /**
2764  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2765  * @cachep: the cache to destroy
2766  *
2767  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2768  *
2769  * It is expected this function will be called by a module when it is
2770  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2771  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2772  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2773  *
2774  * The cache must be empty before calling this function.
2775  *
2776  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2777  * during the kmem_cache_destroy().
2778  */
2779 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2780 {
2781         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2782
2783         /* Find the cache in the chain of caches. */
2784         get_online_cpus();
2785         mutex_lock(&slab_mutex);
2786         /*
2787          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2788          */
2789         list_del(&cachep->list);
2790         if (__cache_shrink(cachep)) {
2791                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2792                 list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2793                 mutex_unlock(&slab_mutex);
2794                 put_online_cpus();
2795                 return;
2796         }
2797
2798         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2799                 rcu_barrier();
2800
2801         __kmem_cache_destroy(cachep);
2802         mutex_unlock(&slab_mutex);
2803         put_online_cpus();
2804 }
2805 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2806
2807 /*
2808  * Get the memory for a slab management obj.
2809  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2810  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2811  * come from the same cache which is getting created because,
2812  * when we are searching for an appropriate cache for these
2813  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2814  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2815  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2816  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2817  */
2818 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2819                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2820                                    int nodeid)
2821 {
2822         struct slab *slabp;
2823
2824         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2825                 /* Slab management obj is off-slab. */
2826                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2827                                               local_flags, nodeid);
2828                 /*
2829                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2830                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2831                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2832                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2833                  */
2834                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2835                                    local_flags);
2836                 if (!slabp)
2837                         return NULL;
2838         } else {
2839                 slabp = objp + colour_off;
2840                 colour_off += cachep->slab_size;
2841         }
2842         slabp->inuse = 0;
2843         slabp->colouroff = colour_off;
2844         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2845         slabp->nodeid = nodeid;
2846         slabp->free = 0;
2847         return slabp;
2848 }
2849
2850 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2851 {
2852         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2853 }
2854
2855 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2856                             struct slab *slabp)
2857 {
2858         int i;
2859
2860         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2861                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2862 #if DEBUG
2863                 /* need to poison the objs? */
2864                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2865                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2866                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2867                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2868
2869                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2870                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2871                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2872                 }
2873                 /*
2874                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2875                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2876                  * They must also be threaded.
2877                  */
2878                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2879                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2880
2881                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2882                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2883                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2884                                            " end of an object");
2885                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2886                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2887                                            " start of an object");
2888                 }
2889                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2890                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2891                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2892                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2893 #else
2894                 if (cachep->ctor)
2895                         cachep->ctor(objp);
2896 #endif
2897                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2898         }
2899         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2900 }
2901
2902 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2903 {
2904         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2905                 if (flags & GFP_DMA)
2906                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2907                 else
2908                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2909         }
2910 }
2911
2912 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2913                                 int nodeid)
2914 {
2915         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2916         kmem_bufctl_t next;
2917
2918         slabp->inuse++;
2919         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2920 #if DEBUG
2921         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2922         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2923 #endif
2924         slabp->free = next;
2925
2926         return objp;
2927 }
2928
2929 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2930                                 void *objp, int nodeid)
2931 {
2932         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2933
2934 #if DEBUG
2935         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2936         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2937
2938         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2939                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2940                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2941                 BUG();
2942         }
2943 #endif
2944         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2945         slabp->free = objnr;
2946         slabp->inuse--;
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2951  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2952  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2953  */
2954 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2955                            void *addr)
2956 {
2957         int nr_pages;
2958         struct page *page;
2959
2960         page = virt_to_page(addr);
2961
2962         nr_pages = 1;
2963         if (likely(!PageCompound(page)))
2964                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2965
2966         do {
2967                 page->slab_cache = cache;
2968                 page->slab_page = slab;
2969                 page++;
2970         } while (--nr_pages);
2971 }
2972
2973 /*
2974  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2975  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2976  */
2977 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2978                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2979 {
2980         struct slab *slabp;
2981         size_t offset;
2982         gfp_t local_flags;
2983         struct kmem_list3 *l3;
2984
2985         /*
2986          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2987          * critical path in kmem_cache_alloc().
2988          */
2989         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2990         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2991
2992         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2993         check_irq_off();
2994         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2995         spin_lock(&l3->list_lock);
2996
2997         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2998         offset = l3->colour_next;
2999         l3->colour_next++;
3000         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
3001                 l3->colour_next = 0;
3002         spin_unlock(&l3->list_lock);
3003
3004         offset *= cachep->colour_off;
3005
3006         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3007                 local_irq_enable();
3008
3009         /*
3010          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
3011          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
3012          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
3013          * will eventually be caught here (where it matters).
3014          */
3015         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3016
3017         /*
3018          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
3019          * 'nodeid'.
3020          */
3021         if (!objp)
3022                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
3023         if (!objp)
3024                 goto failed;
3025
3026         /* Get slab management. */
3027         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
3028                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
3029         if (!slabp)
3030                 goto opps1;
3031
3032         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
3033
3034         cache_init_objs(cachep, slabp);
3035
3036         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3037                 local_irq_disable();
3038         check_irq_off();
3039         spin_lock(&l3->list_lock);
3040
3041         /* Make slab active. */
3042         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
3043         STATS_INC_GROWN(cachep);
3044         l3->free_objects += cachep->num;
3045         spin_unlock(&l3->list_lock);
3046         return 1;
3047 opps1:
3048         kmem_freepages(cachep, objp);
3049 failed:
3050         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3051                 local_irq_disable();
3052         return 0;
3053 }
3054
3055 #if DEBUG
3056
3057 /*
3058  * Perform extra freeing checks:
3059  * - detect bad pointers.
3060  * - POISON/RED_ZONE checking
3061  */
3062 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
3063 {
3064         if (!virt_addr_valid(objp)) {
3065                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
3066                        (unsigned long)objp);
3067                 BUG();
3068         }
3069 }
3070
3071 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
3072 {
3073         unsigned long long redzone1, redzone2;
3074
3075         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
3076         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
3077
3078         /*
3079          * Redzone is ok.
3080          */
3081         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
3082                 return;
3083
3084         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
3085                 slab_error(cache, "double free detected");
3086         else
3087                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
3088
3089         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
3090                         obj, redzone1, redzone2);
3091 }
3092
3093 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3094                                    void *caller)
3095 {
3096         struct page *page;
3097         unsigned int objnr;
3098         struct slab *slabp;
3099
3100         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3101
3102         objp -= obj_offset(cachep);
3103         kfree_debugcheck(objp);
3104         page = virt_to_head_page(objp);
3105
3106         slabp = page->slab_page;
3107
3108         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3109                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3110                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3111                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3112         }
3113         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3114                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3115
3116         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3117
3118         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3119         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3120
3121 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3122         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3123 #endif
3124         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3125 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3126                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3127                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
3128                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3129                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3130                 } else {
3131                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3132                 }
3133 #else
3134                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3135 #endif
3136         }
3137         return objp;
3138 }
3139
3140 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3141 {
3142         kmem_bufctl_t i;
3143         int entries = 0;
3144
3145         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3146         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3147                 entries++;
3148                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3149                         goto bad;
3150         }
3151         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3152 bad:
3153                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3154                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3155                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3156                         print_tainted());
3157                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3158                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3159                         1);
3160                 BUG();
3161         }
3162 }
3163 #else
3164 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3165 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3166 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3167 #endif
3168
3169 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3170                                                         bool force_refill)
3171 {
3172         int batchcount;
3173         struct kmem_list3 *l3;
3174         struct array_cache *ac;
3175         int node;
3176
3177         check_irq_off();
3178         node = numa_mem_id();
3179         if (unlikely(force_refill))
3180                 goto force_grow;
3181 retry:
3182         ac = cpu_cache_get(cachep);
3183         batchcount = ac->batchcount;
3184         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3185                 /*
3186                  * If there was little recent activity on this cache, then
3187                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3188                  * refill bouncing.
3189                  */
3190                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3191         }
3192         l3 = cachep->nodelists[node];
3193
3194         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3195         spin_lock(&l3->list_lock);
3196
3197         /* See if we can refill from the shared array */
3198         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3199                 l3->shared->touched = 1;
3200                 goto alloc_done;
3201         }
3202
3203         while (batchcount > 0) {
3204                 struct list_head *entry;
3205                 struct slab *slabp;
3206                 /* Get slab alloc is to come from. */
3207                 entry = l3->slabs_partial.next;
3208                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3209                         l3->free_touched = 1;
3210                         entry = l3->slabs_free.next;
3211                         if (entry == &l3->slabs_free)
3212                                 goto must_grow;
3213                 }
3214
3215                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3216                 check_slabp(cachep, slabp);
3217                 check_spinlock_acquired(cachep);
3218
3219                 /*
3220                  * The slab was either on partial or free list so
3221                  * there must be at least one object available for
3222                  * allocation.
3223                  */
3224                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3225
3226                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3227                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3228                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3229                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3230
3231                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3232                                                                         node));
3233                 }
3234                 check_slabp(cachep, slabp);
3235
3236                 /* move slabp to correct slabp list: */
3237                 list_del(&slabp->list);
3238                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3239                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3240                 else
3241                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3242         }
3243
3244 must_grow:
3245         l3->free_objects -= ac->avail;
3246 alloc_done:
3247         spin_unlock(&l3->list_lock);
3248
3249         if (unlikely(!ac->avail)) {
3250                 int x;
3251 force_grow:
3252                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3253
3254                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3255                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3256
3257                 /* no objects in sight? abort */
3258                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3259                         return NULL;
3260
3261                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3262                         goto retry;
3263         }
3264         ac->touched = 1;
3265
3266         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3267 }
3268
3269 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3270                                                 gfp_t flags)
3271 {
3272         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3273 #if DEBUG
3274         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3275 #endif
3276 }
3277
3278 #if DEBUG
3279 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3280                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3281 {
3282         if (!objp)
3283                 return objp;
3284         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3285 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3286                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3287                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3288                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3289                 else
3290                         check_poison_obj(cachep, objp);
3291 #else
3292                 check_poison_obj(cachep, objp);
3293 #endif
3294                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3295         }
3296         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3297                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3298
3299         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3300                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3301                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3302                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3303                                                 " object was overwritten");
3304                         printk(KERN_ERR
3305                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3306                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3307                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3308                 }
3309                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3310                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3311         }
3312 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3313         {
3314                 struct slab *slabp;
3315                 unsigned objnr;
3316
3317                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3318                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3319                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3320         }
3321 #endif
3322         objp += obj_offset(cachep);
3323         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3324                 cachep->ctor(objp);
3325         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3326             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3327                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3328                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3329         }
3330         return objp;
3331 }
3332 #else
3333 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3334 #endif
3335
3336 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3337 {
3338         if (cachep == &cache_cache)
3339                 return false;
3340
3341         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3342 }
3343
3344 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3345 {
3346         void *objp;
3347         struct array_cache *ac;
3348         bool force_refill = false;
3349
3350         check_irq_off();
3351
3352         ac = cpu_cache_get(cachep);
3353         if (likely(ac->avail)) {
3354                 ac->touched = 1;
3355                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3356
3357                 /*
3358                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3359                  * by the current flags
3360                  */
3361                 if (objp) {
3362                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3363                         goto out;
3364                 }
3365                 force_refill = true;
3366         }
3367
3368         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3369         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3370         /*
3371          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3372          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3373          */
3374         ac = cpu_cache_get(cachep);
3375
3376 out:
3377         /*
3378          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3379          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3380          * treat the array pointers as a reference to the object.
3381          */
3382         if (objp)
3383                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3384         return objp;
3385 }
3386
3387 #ifdef CONFIG_NUMA
3388 /*
3389  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3390  *
3391  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3392  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3393  */
3394 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3395 {
3396         int nid_alloc, nid_here;
3397
3398         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3399                 return NULL;
3400         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3401         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3402                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3403         else if (current->mempolicy)
3404                 nid_alloc = slab_node();
3405         if (nid_alloc != nid_here)
3406                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3407         return NULL;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3412  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3413  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3414  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3415  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3416  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3417  */
3418 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3419 {
3420         struct zonelist *zonelist;
3421         gfp_t local_flags;
3422         struct zoneref *z;
3423         struct zone *zone;
3424         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3425         void *obj = NULL;
3426         int nid;
3427         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3428
3429         if (flags & __GFP_THISNODE)
3430                 return NULL;
3431
3432         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3433
3434 retry_cpuset:
3435         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3436         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3437
3438 retry:
3439         /*
3440          * Look through allowed nodes for objects available
3441          * from existing per node queues.
3442          */
3443         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3444                 nid = zone_to_nid(zone);
3445
3446                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3447                         cache->nodelists[nid] &&
3448                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3449                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3450                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3451                                 if (obj)
3452                                         break;
3453                 }
3454         }
3455
3456         if (!obj) {
3457                 /*
3458                  * This allocation will be performed within the constraints
3459                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3460                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3461                  * set and go into memory reserves if necessary.
3462                  */
3463                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3464                         local_irq_enable();
3465                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3466                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3467                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3468                         local_irq_disable();
3469                 if (obj) {
3470                         /*
3471                          * Insert into the appropriate per node queues
3472                          */
3473                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3474                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3475                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3476                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3477                                 if (!obj)
3478                                         /*
3479                                          * Another processor may allocate the
3480                                          * objects in the slab since we are
3481                                          * not holding any locks.
3482                                          */
3483                                         goto retry;
3484                         } else {
3485                                 /* cache_grow already freed obj */
3486                                 obj = NULL;
3487                         }
3488                 }
3489         }
3490
3491         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3492                 goto retry_cpuset;
3493         return obj;
3494 }
3495
3496 /*
3497  * A interface to enable slab creation on nodeid
3498  */
3499 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3500                                 int nodeid)
3501 {
3502         struct list_head *entry;
3503         struct slab *slabp;
3504         struct kmem_list3 *l3;
3505         void *obj;
3506         int x;
3507
3508         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3509         BUG_ON(!l3);
3510
3511 retry:
3512         check_irq_off();
3513         spin_lock(&l3->list_lock);
3514         entry = l3->slabs_partial.next;
3515         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3516                 l3->free_touched = 1;
3517                 entry = l3->slabs_free.next;
3518                 if (entry == &l3->slabs_free)
3519                         goto must_grow;
3520         }
3521
3522         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3523         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3524         check_slabp(cachep, slabp);
3525
3526         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3527         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3528         STATS_SET_HIGH(cachep);
3529
3530         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3531
3532         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3533         check_slabp(cachep, slabp);
3534         l3->free_objects--;
3535         /* move slabp to correct slabp list: */
3536         list_del(&slabp->list);
3537
3538         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3539                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3540         else
3541                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3542
3543         spin_unlock(&l3->list_lock);
3544         goto done;
3545
3546 must_grow:
3547         spin_unlock(&l3->list_lock);
3548         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3549         if (x)
3550                 goto retry;
3551
3552         return fallback_alloc(cachep, flags);
3553
3554 done:
3555         return obj;
3556 }
3557
3558 /**
3559  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3560  * @cachep: The cache to allocate from.
3561  * @flags: See kmalloc().
3562  * @nodeid: node number of the target node.
3563  * @caller: return address of caller, used for debug information
3564  *
3565  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3566  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3567  *
3568  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3569  */
3570 static __always_inline void *
3571 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3572                    void *caller)
3573 {
3574         unsigned long save_flags;
3575         void *ptr;
3576         int slab_node = numa_mem_id();
3577
3578         flags &= gfp_allowed_mask;
3579
3580         lockdep_trace_alloc(flags);
3581
3582         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3583                 return NULL;
3584
3585         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3586         local_irq_save(save_flags);
3587
3588         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3589                 nodeid = slab_node;
3590
3591         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3592                 /* Node not bootstrapped yet */
3593                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3594                 goto out;
3595         }
3596
3597         if (nodeid == slab_node) {
3598                 /*
3599                  * Use the locally cached objects if possible.
3600                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3601                  * to other nodes. It may fail while we still have
3602                  * objects on other nodes available.
3603                  */
3604                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3605                 if (ptr)
3606                         goto out;
3607         }
3608         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3609         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3610   out:
3611         local_irq_restore(save_flags);
3612         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3613         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3614                                  flags);
3615
3616         if (likely(ptr))
3617                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3618
3619         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3620                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3621
3622         return ptr;
3623 }
3624
3625 static __always_inline void *
3626 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3627 {
3628         void *objp;
3629
3630         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3631                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3632                 if (objp)
3633                         goto out;
3634         }
3635         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3636
3637         /*
3638          * We may just have run out of memory on the local node.
3639          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3640          */
3641         if (!objp)
3642                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3643
3644   out:
3645         return objp;
3646 }
3647 #else
3648
3649 static __always_inline void *
3650 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3651 {
3652         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3653 }
3654
3655 #endif /* CONFIG_NUMA */
3656
3657 static __always_inline void *
3658 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3659 {
3660         unsigned long save_flags;
3661         void *objp;
3662
3663         flags &= gfp_allowed_mask;
3664
3665         lockdep_trace_alloc(flags);
3666
3667         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3668                 return NULL;
3669
3670         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3671         local_irq_save(save_flags);
3672         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3673         local_irq_restore(save_flags);
3674         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3675         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3676                                  flags);
3677         prefetchw(objp);
3678
3679         if (likely(objp))
3680                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3681
3682         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3683                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3684
3685         return objp;
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3690  */
3691 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3692                        int node)
3693 {
3694         int i;
3695         struct kmem_list3 *l3;
3696
3697         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3698                 void *objp;
3699                 struct slab *slabp;
3700
3701                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3702                 objp = objpp[i];
3703
3704                 slabp = virt_to_slab(objp);
3705                 l3 = cachep->nodelists[node];
3706                 list_del(&slabp->list);
3707                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3708                 check_slabp(cachep, slabp);
3709                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3710                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3711                 l3->free_objects++;
3712                 check_slabp(cachep, slabp);
3713
3714                 /* fixup slab chains */
3715                 if (slabp->inuse == 0) {
3716                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3717                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3718                                 /* No need to drop any previously held
3719                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3720                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3721                                  * a different cache, refer to comments before
3722                                  * alloc_slabmgmt.
3723                                  */
3724                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3725                         } else {
3726                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3727                         }
3728                 } else {
3729                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3730                          * partial list on free - maximum time for the
3731                          * other objects to be freed, too.
3732                          */
3733                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3734                 }
3735         }
3736 }
3737
3738 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3739 {
3740         int batchcount;
3741         struct kmem_list3 *l3;
3742         int node = numa_mem_id();
3743
3744         batchcount = ac->batchcount;
3745 #if DEBUG
3746         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3747 #endif
3748         check_irq_off();
3749         l3 = cachep->nodelists[node];
3750         spin_lock(&l3->list_lock);
3751         if (l3->shared) {
3752                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3753                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3754                 if (max) {
3755                         if (batchcount > max)
3756                                 batchcount = max;
3757                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3758                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3759                         shared_array->avail += batchcount;
3760                         goto free_done;
3761                 }
3762         }
3763
3764         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3765 free_done:
3766 #if STATS
3767         {
3768                 int i = 0;
3769                 struct list_head *p;
3770
3771                 p = l3->slabs_free.next;
3772                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3773                         struct slab *slabp;
3774
3775                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3776                         BUG_ON(slabp->inuse);
3777
3778                         i++;
3779                         p = p->next;
3780                 }
3781                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3782         }
3783 #endif
3784         spin_unlock(&l3->list_lock);
3785         ac->avail -= batchcount;
3786         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3787 }
3788
3789 /*
3790  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3791  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3792  */
3793 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3794     void *caller)
3795 {
3796         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3797
3798         check_irq_off();
3799         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3800         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3801
3802         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3803
3804         /*
3805          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3806          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3807          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3808          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3809          * the cache.
3810          */
3811         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3812                 return;
3813
3814         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3815                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3816         } else {
3817                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3818                 cache_flusharray(cachep, ac);
3819         }
3820
3821         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3822 }
3823
3824 /**
3825  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3826  * @cachep: The cache to allocate from.
3827  * @flags: See kmalloc().
3828  *
3829  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3830  * if the cache has no available objects.
3831  */
3832 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3833 {
3834         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3835
3836         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3837                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3838
3839         return ret;
3840 }
3841 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3842
3843 #ifdef CONFIG_TRACING
3844 void *
3845 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3846 {
3847         void *ret;
3848
3849         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3850
3851         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3852                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3853         return ret;
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3856 #endif
3857
3858 #ifdef CONFIG_NUMA
3859 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3860 {
3861         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3862                                        __builtin_return_address(0));
3863
3864         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3865                                     cachep->object_size, cachep->size,
3866                                     flags, nodeid);
3867
3868         return ret;
3869 }
3870 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3871
3872 #ifdef CONFIG_TRACING
3873 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3874                                   struct kmem_cache *cachep,
3875                                   gfp_t flags,
3876                                   int nodeid)
3877 {
3878         void *ret;
3879
3880         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3881                                   __builtin_return_address(0));
3882         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3883                            size, slab_buffer_size(cachep),
3884                            flags, nodeid);
3885         return ret;
3886 }
3887 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3888 #endif
3889
3890 static __always_inline void *
3891 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3892 {
3893         struct kmem_cache *cachep;
3894
3895         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3896         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3897                 return cachep;
3898         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3899 }
3900
3901 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3902 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3903 {
3904         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3905                         __builtin_return_address(0));
3906 }
3907 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3908
3909 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3910                 int node, unsigned long caller)
3911 {
3912         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3913 }
3914 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3915 #else
3916 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3917 {
3918         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3919 }
3920 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3921 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3922 #endif /* CONFIG_NUMA */
3923
3924 /**
3925  * __do_kmalloc - allocate memory
3926  * @size: how many bytes of memory are required.
3927  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3928  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3929  */
3930 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3931                                           void *caller)
3932 {
3933         struct kmem_cache *cachep;
3934         void *ret;
3935
3936         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3937          * __ with kmem_.
3938          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3939          * functions.
3940          */
3941         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3942         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3943                 return cachep;
3944         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3945
3946         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3947                       size, cachep->size, flags);
3948
3949         return ret;
3950 }
3951
3952
3953 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3954 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3955 {
3956         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3957 }
3958 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3959
3960 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3961 {
3962         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3963 }
3964 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3965
3966 #else
3967 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3968 {
3969         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3970 }
3971 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3972 #endif
3973
3974 /**
3975  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3976  * @cachep: The cache the allocation was from.
3977  * @objp: The previously allocated object.
3978  *
3979  * Free an object which was previously allocated from this
3980  * cache.
3981  */
3982 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3983 {
3984         unsigned long flags;
3985
3986         local_irq_save(flags);
3987         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3988         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3989                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3990         __cache_free(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3991         local_irq_restore(flags);
3992
3993         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3994 }
3995 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3996
3997 /**
3998  * kfree - free previously allocated memory
3999  * @objp: pointer returned by kmalloc.
4000  *
4001  * If @objp is NULL, no operation is performed.
4002  *
4003  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
4004  * or you will run into trouble.
4005  */
4006 void kfree(const void *objp)
4007 {
4008         struct kmem_cache *c;
4009         unsigned long flags;
4010
4011         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
4012
4013         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
4014                 return;
4015         local_irq_save(flags);
4016         kfree_debugcheck(objp);
4017         c = virt_to_cache(objp);
4018         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
4019
4020         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
4021         __cache_free(c, (void *)objp, __builtin_return_address(0));
4022         local_irq_restore(flags);
4023 }
4024 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4025
4026 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
4027 {
4028         return cachep->object_size;
4029 }
4030 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
4031
4032 /*
4033  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
4034  */
4035 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4036 {
4037         int node;
4038         struct kmem_list3 *l3;
4039         struct array_cache *new_shared;
4040         struct array_cache **new_alien = NULL;
4041
4042         for_each_online_node(node) {
4043
4044                 if (use_alien_caches) {
4045                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
4046                         if (!new_alien)
4047                                 goto fail;
4048                 }
4049
4050                 new_shared = NULL;
4051                 if (cachep->shared) {
4052                         new_shared = alloc_arraycache(node,
4053                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
4054                                         0xbaadf00d, gfp);
4055                         if (!new_shared) {
4056                                 free_alien_cache(new_alien);
4057                                 goto fail;
4058                         }
4059                 }
4060
4061                 l3 = cachep->nodelists[node];
4062                 if (l3) {
4063                         struct array_cache *shared = l3->shared;
4064
4065                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4066
4067                         if (shared)
4068                                 free_block(cachep, shared->entry,
4069                                                 shared->avail, node);
4070
4071                         l3->shared = new_shared;
4072                         if (!l3->alien) {
4073                                 l3->alien = new_alien;
4074                                 new_alien = NULL;
4075                         }
4076                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
4077                                         cachep->batchcount + cachep->num;
4078                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4079                         kfree(shared);
4080                         free_alien_cache(new_alien);
4081                         continue;
4082                 }
4083                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
4084                 if (!l3) {
4085                         free_alien_cache(new_alien);
4086                         kfree(new_shared);
4087                         goto fail;
4088                 }
4089
4090                 kmem_list3_init(l3);
4091                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
4092                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
4093                 l3->shared = new_shared;
4094                 l3->alien = new_alien;
4095                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
4096                                         cachep->batchcount + cachep->num;
4097                 cachep->nodelists[node] = l3;
4098         }
4099         return 0;
4100
4101 fail:
4102         if (!cachep->list.next) {
4103                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
4104                 node--;
4105                 while (node >= 0) {
4106                         if (cachep->nodelists[node]) {
4107                                 l3 = cachep->nodelists[node];
4108
4109                                 kfree(l3->shared);
4110                                 free_alien_cache(l3->alien);
4111                                 kfree(l3);
4112                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4113                         }
4114                         node--;
4115                 }
4116         }
4117         return -ENOMEM;
4118 }
4119
4120 struct ccupdate_struct {
4121         struct kmem_cache *cachep;
4122         struct array_cache *new[0];
4123 };
4124
4125 static void do_ccupdate_local(void *info)
4126 {
4127         struct ccupdate_struct *new = info;
4128         struct array_cache *old;
4129
4130         check_irq_off();
4131         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4132
4133         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4134         new->new[smp_processor_id()] = old;
4135 }
4136
4137 /* Always called with the slab_mutex held */
4138 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4139                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4140 {
4141         struct ccupdate_struct *new;
4142         int i;
4143
4144         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4145                       gfp);
4146         if (!new)
4147                 return -ENOMEM;
4148
4149         for_each_online_cpu(i) {
4150                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4151                                                 batchcount, gfp);
4152                 if (!new->new[i]) {
4153                         for (i--; i >= 0; i--)
4154                                 kfree(new->new[i]);
4155                         kfree(new);
4156                         return -ENOMEM;
4157                 }
4158         }
4159         new->cachep = cachep;
4160
4161         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4162
4163         check_irq_on();
4164         cachep->batchcount = batchcount;
4165         cachep->limit = limit;
4166         cachep->shared = shared;
4167
4168         for_each_online_cpu(i) {
4169                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4170                 if (!ccold)
4171                         continue;
4172                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4173                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4174                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4175                 kfree(ccold);
4176         }
4177         kfree(new);
4178         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4179 }
4180
4181 /* Called with slab_mutex held always */
4182 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4183 {
4184         int err;
4185         int limit, shared;
4186
4187         /*
4188          * The head array serves three purposes:
4189          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4190          * - reduce the number of spinlock operations.
4191          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4192          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4193          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4194          * Bonwick.
4195          */
4196         if (cachep->size > 131072)
4197                 limit = 1;
4198         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4199                 limit = 8;
4200         else if (cachep->size > 1024)
4201                 limit = 24;
4202         else if (cachep->size > 256)
4203                 limit = 54;
4204         else
4205                 limit = 120;
4206
4207         /*
4208          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4209          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4210          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4211          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4212          * replaces Bonwick's magazine layer.
4213          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4214          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4215          */
4216         shared = 0;
4217         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4218                 shared = 8;
4219
4220 #if DEBUG
4221         /*
4222          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4223          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4224          */
4225         if (limit > 32)
4226                 limit = 32;
4227 #endif
4228         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4229         if (err)
4230                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4231                        cachep->name, -err);
4232         return err;
4233 }
4234
4235 /*
4236  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4237  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4238  * if drain_array() is used on the shared array.
4239  */
4240 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4241                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4242 {
4243         int tofree;
4244
4245         if (!ac || !ac->avail)
4246                 return;
4247         if (ac->touched && !force) {
4248                 ac->touched = 0;
4249         } else {
4250                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4251                 if (ac->avail) {
4252                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4253                         if (tofree > ac->avail)
4254                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4255                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4256                         ac->avail -= tofree;
4257                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4258                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4259                 }
4260                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4261         }
4262 }
4263
4264 /**
4265  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4266  * @w: work descriptor
4267  *
4268  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4269  * Purpose:
4270  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4271  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4272  *
4273  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4274  * again on the next iteration.
4275  */
4276 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4277 {
4278         struct kmem_cache *searchp;
4279         struct kmem_list3 *l3;
4280         int node = numa_mem_id();
4281         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4282
4283         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4284                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4285                 goto out;
4286
4287         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4288                 check_irq_on();
4289
4290                 /*
4291                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4292                  * have established with reasonable certainty that
4293                  * we can do some work if the lock was obtained.
4294                  */
4295                 l3 = searchp->nodelists[node];
4296
4297                 reap_alien(searchp, l3);
4298
4299                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4300
4301                 /*
4302                  * These are racy checks but it does not matter
4303                  * if we skip one check or scan twice.
4304                  */
4305                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4306                         goto next;
4307
4308                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4309
4310                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4311
4312                 if (l3->free_touched)
4313                         l3->free_touched = 0;
4314                 else {
4315                         int freed;
4316
4317                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4318                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4319                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4320                 }
4321 next:
4322                 cond_resched();
4323         }
4324         check_irq_on();
4325         mutex_unlock(&slab_mutex);
4326         next_reap_node();
4327 out:
4328         /* Set up the next iteration */
4329         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4330 }
4331
4332 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4333
4334 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4335 {
4336         /*
4337          * Output format version, so at least we can change it
4338          * without _too_ many complaints.
4339          */
4340 #if STATS
4341         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4342 #else
4343         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4344 #endif
4345         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4346                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4347         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4348         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4349 #if STATS
4350         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4351                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4352         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4353 #endif
4354         seq_putc(m, '\n');
4355 }
4356
4357 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4358 {
4359         loff_t n = *pos;
4360
4361         mutex_lock(&slab_mutex);
4362         if (!n)
4363                 print_slabinfo_header(m);
4364
4365         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4366 }
4367
4368 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4369 {
4370         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4371 }
4372
4373 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4374 {
4375         mutex_unlock(&slab_mutex);
4376 }
4377
4378 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4379 {
4380         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4381         struct slab *slabp;
4382         unsigned long active_objs;
4383         unsigned long num_objs;
4384         unsigned long active_slabs = 0;
4385         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4386         const char *name;
4387         char *error = NULL;
4388         int node;
4389         struct kmem_list3 *l3;
4390
4391         active_objs = 0;
4392         num_slabs = 0;
4393         for_each_online_node(node) {
4394                 l3 = cachep->nodelists[node];
4395                 if (!l3)
4396                         continue;
4397
4398                 check_irq_on();
4399                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4400
4401                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4402                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4403                                 error = "slabs_full accounting error";
4404                         active_objs += cachep->num;
4405                         active_slabs++;
4406                 }
4407                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4408                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4409                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4410                         if (!slabp->inuse && !error)
4411                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4412                         active_objs += slabp->inuse;
4413                         active_slabs++;
4414                 }
4415                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4416                         if (slabp->inuse && !error)
4417                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4418                         num_slabs++;
4419                 }
4420                 free_objects += l3->free_objects;
4421                 if (l3->shared)
4422                         shared_avail += l3->shared->avail;
4423
4424                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4425         }
4426         num_slabs += active_slabs;
4427         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4428         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4429                 error = "free_objects accounting error";
4430
4431         name = cachep->name;
4432         if (error)
4433                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4434
4435         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4436                    name, active_objs, num_objs, cachep->size,
4437                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4438         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4439                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4440         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4441                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4442 #if STATS
4443         {                       /* list3 stats */
4444                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4445                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4446                 unsigned long grown = cachep->grown;
4447                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4448                 unsigned long errors = cachep->errors;
4449                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4450                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4451                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4452                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4453
4454                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4455                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4456                            allocs, high, grown,
4457                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4458                            node_frees, overflows);
4459         }
4460         /* cpu stats */
4461         {
4462                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4463                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4464                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4465                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4466
4467                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4468                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4469         }
4470 #endif
4471         seq_putc(m, '\n');
4472         return 0;
4473 }
4474
4475 /*
4476  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4477  *
4478  * Output layout:
4479  * cache-name
4480  * num-active-objs
4481  * total-objs
4482  * object size
4483  * num-active-slabs
4484  * total-slabs
4485  * num-pages-per-slab
4486  * + further values on SMP and with statistics enabled
4487  */
4488
4489 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4490         .start = s_start,
4491         .next = s_next,
4492         .stop = s_stop,
4493         .show = s_show,
4494 };
4495
4496 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4497 /**
4498  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4499  * @file: unused
4500  * @buffer: user buffer
4501  * @count: data length
4502  * @ppos: unused
4503  */
4504 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4505                        size_t count, loff_t *ppos)
4506 {
4507         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4508         int limit, batchcount, shared, res;
4509         struct kmem_cache *cachep;
4510
4511         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4512                 return -EINVAL;
4513         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4514                 return -EFAULT;
4515         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4516
4517         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4518         if (!tmp)
4519                 return -EINVAL;
4520         *tmp = '\0';
4521         tmp++;
4522         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4523                 return -EINVAL;
4524
4525         /* Find the cache in the chain of caches. */
4526         mutex_lock(&slab_mutex);
4527         res = -EINVAL;
4528         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4529                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4530                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4531                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4532                                 res = 0;
4533                         } else {
4534                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4535                                                        batchcount, shared,
4536                                                        GFP_KERNEL);
4537                         }
4538                         break;
4539                 }
4540         }
4541         mutex_unlock(&slab_mutex);
4542         if (res >= 0)
4543                 res = count;
4544         return res;
4545 }
4546
4547 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4548 {
4549         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4550 }
4551
4552 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4553         .open           = slabinfo_open,
4554         .read           = seq_read,
4555         .write          = slabinfo_write,
4556         .llseek         = seq_lseek,
4557         .release        = seq_release,
4558 };
4559
4560 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4561
4562 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4563 {
4564         mutex_lock(&slab_mutex);
4565         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4566 }
4567
4568 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4569 {
4570         unsigned long *p;
4571         int l;
4572         if (!v)
4573                 return 1;
4574         l = n[1];
4575         p = n + 2;
4576         while (l) {
4577                 int i = l/2;
4578                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4579                 if (*q == v) {
4580                         q[1]++;
4581                         return 1;
4582                 }
4583                 if (*q > v) {
4584                         l = i;
4585                 } else {
4586                         p = q + 2;
4587                         l -= i + 1;
4588                 }
4589         }
4590         if (++n[1] == n[0])
4591                 return 0;
4592         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4593         p[0] = v;
4594         p[1] = 1;
4595         return 1;
4596 }
4597
4598 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4599 {
4600         void *p;
4601         int i;
4602         if (n[0] == n[1])
4603                 return;
4604         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4605                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4606                         continue;
4607                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4608                         return;
4609         }
4610 }
4611
4612 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4613 {
4614 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4615         unsigned long offset, size;
4616         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4617
4618         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4619                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4620                 if (modname[0])
4621                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4622                 return;
4623         }
4624 #endif
4625         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4626 }
4627
4628 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4629 {
4630         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4631         struct slab *slabp;
4632         struct kmem_list3 *l3;
4633         const char *name;
4634         unsigned long *n = m->private;
4635         int node;
4636         int i;
4637
4638         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4639                 return 0;
4640         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4641                 return 0;
4642
4643         /* OK, we can do it */
4644
4645         n[1] = 0;
4646
4647         for_each_online_node(node) {
4648                 l3 = cachep->nodelists[node];
4649                 if (!l3)
4650                         continue;
4651
4652                 check_irq_on();
4653                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4654
4655                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4656                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4657                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4658                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4659                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4660         }
4661         name = cachep->name;
4662         if (n[0] == n[1]) {
4663                 /* Increase the buffer size */
4664                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4665                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4666                 if (!m->private) {
4667                         /* Too bad, we are really out */
4668                         m->private = n;
4669                         mutex_lock(&slab_mutex);
4670                         return -ENOMEM;
4671                 }
4672                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4673                 kfree(n);
4674                 mutex_lock(&slab_mutex);
4675                 /* Now make sure this entry will be retried */
4676                 m->count = m->size;
4677                 return 0;
4678         }
4679         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4680                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4681                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4682                 seq_putc(m, '\n');
4683         }
4684
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4689         .start = leaks_start,
4690         .next = s_next,
4691         .stop = s_stop,
4692         .show = leaks_show,
4693 };
4694
4695 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4696 {
4697         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4698         int ret = -ENOMEM;
4699         if (n) {
4700                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4701                 if (!ret) {
4702                         struct seq_file *m = file->private_data;
4703                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4704                         m->private = n;
4705                         n = NULL;
4706                 }
4707                 kfree(n);
4708         }
4709         return ret;
4710 }
4711
4712 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4713         .open           = slabstats_open,
4714         .read           = seq_read,
4715         .llseek         = seq_lseek,
4716         .release        = seq_release_private,
4717 };
4718 #endif
4719
4720 static int __init slab_proc_init(void)
4721 {
4722         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUSR,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4723 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4724         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4725 #endif
4726         return 0;
4727 }
4728 module_init(slab_proc_init);
4729 #endif
4730
4731 /**
4732  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4733  * @objp: Pointer to the object
4734  *
4735  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4736  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4737  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4738  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4739  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4740  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4741  * must not be freed during the duration of the call.
4742  */
4743 size_t ksize(const void *objp)
4744 {
4745         BUG_ON(!objp);
4746         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4747                 return 0;
4748
4749         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4750 }
4751 EXPORT_SYMBOL(ksize);