tmpfs: convert mem_cgroup shmem to radix-swap
[linux-2.6.git] / mm / slob.c
index 08a9bd9..bf39181 100644 (file)
--- a/mm/slob.c
+++ b/mm/slob.c
  * allocator is as little as 2 bytes, however typically most architectures
  * will require 4 bytes on 32-bit and 8 bytes on 64-bit.
  *
- * The slob heap is a linked list of pages from alloc_pages(), and
- * within each page, there is a singly-linked list of free blocks (slob_t).
- * The heap is grown on demand and allocation from the heap is currently
- * first-fit.
+ * The slob heap is a set of linked list of pages from alloc_pages(),
+ * and within each page, there is a singly-linked list of free blocks
+ * (slob_t). The heap is grown on demand. To reduce fragmentation,
+ * heap pages are segregated into three lists, with objects less than
+ * 256 bytes, objects less than 1024 bytes, and all other objects.
+ *
+ * Allocation from heap involves first searching for a page with
+ * sufficient free blocks (using a next-fit-like approach) followed by
+ * a first-fit scan of the page. Deallocation inserts objects back
+ * into the free list in address order, so this is effectively an
+ * address-ordered first fit.
  *
  * Above this is an implementation of kmalloc/kfree. Blocks returned
  * from kmalloc are prepended with a 4-byte header with the kmalloc size.
@@ -39,7 +46,7 @@
  * NUMA support in SLOB is fairly simplistic, pushing most of the real
  * logic down to the page allocator, and simply doing the node accounting
  * on the upper levels. In the event that a node id is explicitly
- * provided, alloc_pages_node() with the specified node id is used
+ * provided, alloc_pages_exact_node() with the specified node id is used
  * instead. The common case (or when the node id isn't explicitly provided)
  * will default to the current node, as per numa_node_id().
  *
 #include <linux/kernel.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/mm.h>
+#include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
 #include <linux/cache.h>
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/rcupdate.h>
 #include <linux/list.h>
-#include <asm/atomic.h>
+#include <linux/kmemleak.h>
+
+#include <trace/events/kmem.h>
+
+#include <linux/atomic.h>
 
 /*
  * slob_block has a field 'units', which indicates size of block if +ve,
@@ -110,26 +122,35 @@ static inline void free_slob_page(struct slob_page *sp)
 }
 
 /*
- * All (partially) free slob pages go on this list.
+ * All partially free slob pages go on these lists.
  */
-static LIST_HEAD(free_slob_pages);
+#define SLOB_BREAK1 256
+#define SLOB_BREAK2 1024
+static LIST_HEAD(free_slob_small);
+static LIST_HEAD(free_slob_medium);
+static LIST_HEAD(free_slob_large);
 
 /*
- * slob_page: True for all slob pages (false for bigblock pages)
+ * is_slob_page: True for all slob pages (false for bigblock pages)
  */
-static inline int slob_page(struct slob_page *sp)
+static inline int is_slob_page(struct slob_page *sp)
 {
-       return test_bit(PG_active, &sp->flags);
+       return PageSlab((struct page *)sp);
 }
 
 static inline void set_slob_page(struct slob_page *sp)
 {
-       __set_bit(PG_active, &sp->flags);
+       __SetPageSlab((struct page *)sp);
 }
 
 static inline void clear_slob_page(struct slob_page *sp)
 {
-       __clear_bit(PG_active, &sp->flags);
+       __ClearPageSlab((struct page *)sp);
+}
+
+static inline struct slob_page *slob_page(const void *addr)
+{
+       return (struct slob_page *)virt_to_page(addr);
 }
 
 /*
@@ -137,19 +158,19 @@ static inline void clear_slob_page(struct slob_page *sp)
  */
 static inline int slob_page_free(struct slob_page *sp)
 {
-       return test_bit(PG_private, &sp->flags);
+       return PageSlobFree((struct page *)sp);
 }
 
-static inline void set_slob_page_free(struct slob_page *sp)
+static void set_slob_page_free(struct slob_page *sp, struct list_head *list)
 {
-       list_add(&sp->list, &free_slob_pages);
-       __set_bit(PG_private, &sp->flags);
+       list_add(&sp->list, list);
+       __SetPageSlobFree((struct page *)sp);
 }
 
 static inline void clear_slob_page_free(struct slob_page *sp)
 {
        list_del(&sp->list);
-       __clear_bit(PG_private, &sp->flags);
+       __ClearPageSlobFree((struct page *)sp);
 }
 
 #define SLOB_UNIT sizeof(slob_t)
@@ -219,13 +240,13 @@ static int slob_last(slob_t *s)
        return !((unsigned long)slob_next(s) & ~PAGE_MASK);
 }
 
-static void *slob_new_page(gfp_t gfp, int order, int node)
+static void *slob_new_pages(gfp_t gfp, int order, int node)
 {
        void *page;
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
        if (node != -1)
-               page = alloc_pages_node(node, gfp, order);
+               page = alloc_pages_exact_node(node, gfp, order);
        else
 #endif
                page = alloc_pages(gfp, order);
@@ -236,12 +257,19 @@ static void *slob_new_page(gfp_t gfp, int order, int node)
        return page_address(page);
 }
 
+static void slob_free_pages(void *b, int order)
+{
+       if (current->reclaim_state)
+               current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
+       free_pages((unsigned long)b, order);
+}
+
 /*
  * Allocate a slob block within a given slob_page sp.
  */
 static void *slob_page_alloc(struct slob_page *sp, size_t size, int align)
 {
-       slob_t *prev, *cur, *aligned = 0;
+       slob_t *prev, *cur, *aligned = NULL;
        int delta = 0, units = SLOB_UNITS(size);
 
        for (prev = NULL, cur = sp->free; ; prev = cur, cur = slob_next(cur)) {
@@ -294,12 +322,20 @@ static void *slob_alloc(size_t size, gfp_t gfp, int align, int node)
 {
        struct slob_page *sp;
        struct list_head *prev;
+       struct list_head *slob_list;
        slob_t *b = NULL;
        unsigned long flags;
 
+       if (size < SLOB_BREAK1)
+               slob_list = &free_slob_small;
+       else if (size < SLOB_BREAK2)
+               slob_list = &free_slob_medium;
+       else
+               slob_list = &free_slob_large;
+
        spin_lock_irqsave(&slob_lock, flags);
        /* Iterate through each partially free page, try to find room */
-       list_for_each_entry(sp, &free_slob_pages, list) {
+       list_for_each_entry(sp, slob_list, list) {
 #ifdef CONFIG_NUMA
                /*
                 * If there's a node specification, search for a partial
@@ -321,19 +357,19 @@ static void *slob_alloc(size_t size, gfp_t gfp, int align, int node)
                /* Improve fragment distribution and reduce our average
                 * search time by starting our next search here. (see
                 * Knuth vol 1, sec 2.5, pg 449) */
-               if (prev != free_slob_pages.prev &&
-                               free_slob_pages.next != prev->next)
-                       list_move_tail(&free_slob_pages, prev->next);
+               if (prev != slob_list->prev &&
+                               slob_list->next != prev->next)
+                       list_move_tail(slob_list, prev->next);
                break;
        }
        spin_unlock_irqrestore(&slob_lock, flags);
 
        /* Not enough space: must allocate a new page */
        if (!b) {
-               b = slob_new_page(gfp, 0, node);
+               b = slob_new_pages(gfp & ~__GFP_ZERO, 0, node);
                if (!b)
-                       return 0;
-               sp = (struct slob_page *)virt_to_page(b);
+                       return NULL;
+               sp = slob_page(b);
                set_slob_page(sp);
 
                spin_lock_irqsave(&slob_lock, flags);
@@ -341,7 +377,7 @@ static void *slob_alloc(size_t size, gfp_t gfp, int align, int node)
                sp->free = b;
                INIT_LIST_HEAD(&sp->list);
                set_slob(b, SLOB_UNITS(PAGE_SIZE), b + SLOB_UNITS(PAGE_SIZE));
-               set_slob_page_free(sp);
+               set_slob_page_free(sp, slob_list);
                b = slob_page_alloc(sp, size, align);
                BUG_ON(!b);
                spin_unlock_irqrestore(&slob_lock, flags);
@@ -360,12 +396,13 @@ static void slob_free(void *block, int size)
        slob_t *prev, *next, *b = (slob_t *)block;
        slobidx_t units;
        unsigned long flags;
+       struct list_head *slob_list;
 
        if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(block)))
                return;
        BUG_ON(!size);
 
-       sp = (struct slob_page *)virt_to_page(block);
+       sp = slob_page(block);
        units = SLOB_UNITS(size);
 
        spin_lock_irqsave(&slob_lock, flags);
@@ -374,10 +411,11 @@ static void slob_free(void *block, int size)
                /* Go directly to page allocator. Do not pass slob allocator */
                if (slob_page_free(sp))
                        clear_slob_page_free(sp);
+               spin_unlock_irqrestore(&slob_lock, flags);
                clear_slob_page(sp);
                free_slob_page(sp);
-               free_page((unsigned long)b);
-               goto out;
+               slob_free_pages(b, 0);
+               return;
        }
 
        if (!slob_page_free(sp)) {
@@ -387,7 +425,13 @@ static void slob_free(void *block, int size)
                set_slob(b, units,
                        (void *)((unsigned long)(b +
                                        SLOB_UNITS(PAGE_SIZE)) & PAGE_MASK));
-               set_slob_page_free(sp);
+               if (size < SLOB_BREAK1)
+                       slob_list = &free_slob_small;
+               else if (size < SLOB_BREAK2)
+                       slob_list = &free_slob_medium;
+               else
+                       slob_list = &free_slob_large;
+               set_slob_page_free(sp, slob_list);
                goto out;
        }
 
@@ -398,6 +442,10 @@ static void slob_free(void *block, int size)
        sp->units += units;
 
        if (b < sp->free) {
+               if (b + units == sp->free) {
+                       units += slob_units(sp->free);
+                       sp->free = slob_next(sp->free);
+               }
                set_slob(b, units, sp->free);
                sp->free = b;
        } else {
@@ -428,38 +476,47 @@ out:
  * End of slob allocator proper. Begin kmem_cache_alloc and kmalloc frontend.
  */
 
-#ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
-#define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long)
-#endif
-
-#ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
-#define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long)
-#endif
-
 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t gfp, int node)
 {
        unsigned int *m;
        int align = max(ARCH_KMALLOC_MINALIGN, ARCH_SLAB_MINALIGN);
+       void *ret;
+
+       gfp &= gfp_allowed_mask;
+
+       lockdep_trace_alloc(gfp);
 
        if (size < PAGE_SIZE - align) {
                if (!size)
                        return ZERO_SIZE_PTR;
 
                m = slob_alloc(size + align, gfp, align, node);
-               if (m)
-                       *m = size;
-               return (void *)m + align;
+
+               if (!m)
+                       return NULL;
+               *m = size;
+               ret = (void *)m + align;
+
+               trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
+                                  size, size + align, gfp, node);
        } else {
-               void *ret;
+               unsigned int order = get_order(size);
 
-               ret = slob_new_page(gfp | __GFP_COMP, get_order(size), node);
+               if (likely(order))
+                       gfp |= __GFP_COMP;
+               ret = slob_new_pages(gfp, order, node);
                if (ret) {
                        struct page *page;
                        page = virt_to_page(ret);
                        page->private = size;
                }
-               return ret;
+
+               trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
+                                  size, PAGE_SIZE << order, gfp, node);
        }
+
+       kmemleak_alloc(ret, size, 1, gfp);
+       return ret;
 }
 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
 
@@ -467,11 +524,14 @@ void kfree(const void *block)
 {
        struct slob_page *sp;
 
+       trace_kfree(_RET_IP_, block);
+
        if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(block)))
                return;
+       kmemleak_free(block);
 
-       sp = (struct slob_page *)virt_to_page(block);
-       if (slob_page(sp)) {
+       sp = slob_page(block);
+       if (is_slob_page(sp)) {
                int align = max(ARCH_KMALLOC_MINALIGN, ARCH_SLAB_MINALIGN);
                unsigned int *m = (unsigned int *)(block - align);
                slob_free(m, *m + align);
@@ -489,27 +549,30 @@ size_t ksize(const void *block)
        if (unlikely(block == ZERO_SIZE_PTR))
                return 0;
 
-       sp = (struct slob_page *)virt_to_page(block);
-       if (slob_page(sp))
-               return ((slob_t *)block - 1)->units + SLOB_UNIT;
-       else
+       sp = slob_page(block);
+       if (is_slob_page(sp)) {
+               int align = max(ARCH_KMALLOC_MINALIGN, ARCH_SLAB_MINALIGN);
+               unsigned int *m = (unsigned int *)(block - align);
+               return SLOB_UNITS(*m) * SLOB_UNIT;
+       } else
                return sp->page.private;
 }
+EXPORT_SYMBOL(ksize);
 
 struct kmem_cache {
        unsigned int size, align;
        unsigned long flags;
        const char *name;
-       void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *);
+       void (*ctor)(void *);
 };
 
 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
-       size_t align, unsigned long flags,
-       void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
+       size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
 {
        struct kmem_cache *c;
 
-       c = slob_alloc(sizeof(struct kmem_cache), flags, 0, -1);
+       c = slob_alloc(sizeof(struct kmem_cache),
+               GFP_KERNEL, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, -1);
 
        if (c) {
                c->name = name;
@@ -529,12 +592,16 @@ struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
        } else if (flags & SLAB_PANIC)
                panic("Cannot create slab cache %s\n", name);
 
+       kmemleak_alloc(c, sizeof(struct kmem_cache), 1, GFP_KERNEL);
        return c;
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
 
 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *c)
 {
+       kmemleak_free(c);
+       if (c->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
+               rcu_barrier();
        slob_free(c, sizeof(struct kmem_cache));
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
@@ -543,14 +610,26 @@ void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *c, gfp_t flags, int node)
 {
        void *b;
 
-       if (c->size < PAGE_SIZE)
+       flags &= gfp_allowed_mask;
+
+       lockdep_trace_alloc(flags);
+
+       if (c->size < PAGE_SIZE) {
                b = slob_alloc(c->size, flags, c->align, node);
-       else
-               b = slob_new_page(flags, get_order(c->size), node);
+               trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, b, c->size,
+                                           SLOB_UNITS(c->size) * SLOB_UNIT,
+                                           flags, node);
+       } else {
+               b = slob_new_pages(flags, get_order(c->size), node);
+               trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, b, c->size,
+                                           PAGE_SIZE << get_order(c->size),
+                                           flags, node);
+       }
 
        if (c->ctor)
-               c->ctor(c, b);
+               c->ctor(b);
 
+       kmemleak_alloc_recursive(b, c->size, 1, c->flags, flags);
        return b;
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
@@ -560,7 +639,7 @@ static void __kmem_cache_free(void *b, int size)
        if (size < PAGE_SIZE)
                slob_free(b, size);
        else
-               free_pages((unsigned long)b, get_order(size));
+               slob_free_pages(b, get_order(size));
 }
 
 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
@@ -573,15 +652,17 @@ static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
 
 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *c, void *b)
 {
+       kmemleak_free_recursive(b, c->flags);
        if (unlikely(c->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
                struct slob_rcu *slob_rcu;
                slob_rcu = b + (c->size - sizeof(struct slob_rcu));
-               INIT_RCU_HEAD(&slob_rcu->head);
                slob_rcu->size = c->size;
                call_rcu(&slob_rcu->head, kmem_rcu_free);
        } else {
                __kmem_cache_free(b, c->size);
        }
+
+       trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, b);
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
 
@@ -591,23 +672,12 @@ unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *c)
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
 
-const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *c)
-{
-       return c->name;
-}
-EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
-
 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *d)
 {
        return 0;
 }
 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
 
-int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *a, const void *b)
-{
-       return 0;
-}
-
 static unsigned int slob_ready __read_mostly;
 
 int slab_is_available(void)
@@ -619,3 +689,8 @@ void __init kmem_cache_init(void)
 {
        slob_ready = 1;
 }
+
+void __init kmem_cache_init_late(void)
+{
+       /* Nothing to do */
+}