slab: NUMA kmem_cache diet
[powerpc.git] / mm / slab.c
index c610062..1f2627c 100644 (file)
--- a/mm/slab.c
+++ b/mm/slab.c
@@ -389,7 +389,6 @@ struct kmem_cache {
        unsigned int buffer_size;
        u32 reciprocal_buffer_size;
 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
-       struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
 
        unsigned int flags;             /* constant flags */
        unsigned int num;               /* # of objs per slab */
@@ -444,6 +443,17 @@ struct kmem_cache {
        int obj_offset;
        int obj_size;
 #endif
+       /*
+        * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
+        * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
+        * (see kmem_cache_init())
+        * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
+        * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
+        */
+       struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
+       /*
+        * Do not add fields after nodelists[]
+        */
 };
 
 #define CFLGS_OFF_SLAB         (0x80000000UL)
@@ -678,9 +688,6 @@ static struct kmem_cache cache_cache = {
        .shared = 1,
        .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
        .name = "kmem_cache",
-#if DEBUG
-       .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
-#endif
 };
 
 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
@@ -793,8 +800,10 @@ static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
         * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
         * for large kmalloc calls required.
         */
+#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
        if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
                return csizep->cs_dmacachep;
+#endif
        return csizep->cs_cachep;
 }
 
@@ -1040,7 +1049,7 @@ static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
 {
        struct array_cache **ac_ptr;
-       int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
+       int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
        int i;
 
        if (limit > 1)
@@ -1144,7 +1153,7 @@ static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
         * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
         * cache on this cpu.
         */
-       if (likely(slabp->nodeid == node) || unlikely(!use_alien_caches))
+       if (likely(slabp->nodeid == node))
                return 0;
 
        l3 = cachep->nodelists[node];
@@ -1221,19 +1230,20 @@ static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
                 */
                list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
                        struct array_cache *nc;
-                       struct array_cache *shared;
+                       struct array_cache *shared = NULL;
                        struct array_cache **alien = NULL;
 
                        nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
                                                cachep->batchcount);
                        if (!nc)
                                goto bad;
-                       shared = alloc_arraycache(node,
+                       if (cachep->shared) {
+                               shared = alloc_arraycache(node,
                                        cachep->shared * cachep->batchcount,
                                        0xbaadf00d);
-                       if (!shared)
-                               goto bad;
-
+                               if (!shared)
+                                       goto bad;
+                       }
                        if (use_alien_caches) {
                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
                                 if (!alien)
@@ -1315,8 +1325,8 @@ static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
 
                        shared = l3->shared;
                        if (shared) {
-                               free_block(cachep, l3->shared->entry,
-                                          l3->shared->avail, node);
+                               free_block(cachep, shared->entry,
+                                          shared->avail, node);
                                l3->shared = NULL;
                        }
 
@@ -1392,6 +1402,9 @@ void __init kmem_cache_init(void)
        int order;
        int node;
 
+       if (num_possible_nodes() == 1)
+               use_alien_caches = 0;
+
        for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
                kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
                if (i < MAX_NUMNODES)
@@ -1434,6 +1447,15 @@ void __init kmem_cache_init(void)
        cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
        cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
 
+       /*
+        * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
+        * can be less than MAX_NUMNODES.
+        */
+       cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
+                                nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
+#if DEBUG
+       cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
+#endif
        cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
                                        cache_line_size());
        cache_cache.reciprocal_buffer_size =
@@ -1493,13 +1515,15 @@ void __init kmem_cache_init(void)
                                        ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
                                        NULL, NULL);
                }
-
-               sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
+#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
+               sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
+                                       names->name_dma,
                                        sizes->cs_size,
                                        ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
                                        ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
                                                SLAB_PANIC,
                                        NULL, NULL);
+#endif
                sizes++;
                names++;
        }
@@ -1798,8 +1822,8 @@ static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
                        /* Print header */
                        if (lines == 0) {
                                printk(KERN_ERR
-                                       "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
-                                       realobj, size);
+                                       "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
+                                       cachep->name, realobj, size);
                                print_objinfo(cachep, objp, 0);
                        }
                        /* Hexdump the affected line */
@@ -2321,7 +2345,7 @@ kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
        cachep->slab_size = slab_size;
        cachep->flags = flags;
        cachep->gfpflags = 0;
-       if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
+       if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
                cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
        cachep->buffer_size = size;
        cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
@@ -2516,7 +2540,7 @@ EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
  * kmem_cache_destroy - delete a cache
  * @cachep: the cache to destroy
  *
- * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
+ * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
  *
  * It is expected this function will be called by a module when it is
  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
@@ -2643,10 +2667,12 @@ static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
 
 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
 {
-       if (flags & GFP_DMA)
-               BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
-       else
-               BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
+       if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
+               if (flags & GFP_DMA)
+                       BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
+               else
+                       BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
+       }
 }
 
 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
@@ -2814,19 +2840,11 @@ failed:
  */
 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
 {
-       struct page *page;
-
        if (!virt_addr_valid(objp)) {
                printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
                       (unsigned long)objp);
                BUG();
        }
-       page = virt_to_page(objp);
-       if (!PageSlab(page)) {
-               printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
-                      (unsigned long)objp);
-               BUG();
-       }
 }
 
 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
@@ -2989,6 +3007,14 @@ retry:
                slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
                check_slabp(cachep, slabp);
                check_spinlock_acquired(cachep);
+
+               /*
+                * The slab was either on partial or free list so
+                * there must be at least one object available for
+                * allocation.
+                */
+               BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
+
                while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
                        STATS_INC_ALLOCED(cachep);
                        STATS_INC_ACTIVE(cachep);
@@ -3197,35 +3223,6 @@ static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
        return objp;
 }
 
-static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
-                                               gfp_t flags, void *caller)
-{
-       unsigned long save_flags;
-       void *objp = NULL;
-
-       cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
-
-       local_irq_save(save_flags);
-
-       if (unlikely(NUMA_BUILD &&
-                       current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
-               objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
-
-       if (!objp)
-               objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
-       /*
-        * We may just have run out of memory on the local node.
-        * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
-        */
-       if (NUMA_BUILD && !objp)
-               objp = ____cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
-       local_irq_restore(save_flags);
-       objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
-                                           caller);
-       prefetchw(objp);
-       return objp;
-}
-
 #ifdef CONFIG_NUMA
 /*
  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
@@ -3257,14 +3254,20 @@ static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
  */
-void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
+static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
 {
-       struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
-                                       ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
+       struct zonelist *zonelist;
+       gfp_t local_flags;
        struct zone **z;
        void *obj = NULL;
        int nid;
-       gfp_t local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
+
+       if (flags & __GFP_THISNODE)
+               return NULL;
+
+       zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
+                       ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
+       local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
 
 retry:
        /*
@@ -3374,16 +3377,110 @@ must_grow:
        if (x)
                goto retry;
 
-       if (!(flags & __GFP_THISNODE))
-               /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
-               return fallback_alloc(cachep, flags);
-
-       return NULL;
+       return fallback_alloc(cachep, flags);
 
 done:
        return obj;
 }
-#endif
+
+/**
+ * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
+ * @cachep: The cache to allocate from.
+ * @flags: See kmalloc().
+ * @nodeid: node number of the target node.
+ * @caller: return address of caller, used for debug information
+ *
+ * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
+ * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
+ *
+ * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
+ */
+static __always_inline void *
+__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
+                  void *caller)
+{
+       unsigned long save_flags;
+       void *ptr;
+
+       cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
+       local_irq_save(save_flags);
+
+       if (unlikely(nodeid == -1))
+               nodeid = numa_node_id();
+
+       if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
+               /* Node not bootstrapped yet */
+               ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
+               goto out;
+       }
+
+       if (nodeid == numa_node_id()) {
+               /*
+                * Use the locally cached objects if possible.
+                * However ____cache_alloc does not allow fallback
+                * to other nodes. It may fail while we still have
+                * objects on other nodes available.
+                */
+               ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
+               if (ptr)
+                       goto out;
+       }
+       /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
+       ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
+  out:
+       local_irq_restore(save_flags);
+       ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
+
+       return ptr;
+}
+
+static __always_inline void *
+__do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
+{
+       void *objp;
+
+       if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
+               objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
+               if (objp)
+                       goto out;
+       }
+       objp = ____cache_alloc(cache, flags);
+
+       /*
+        * We may just have run out of memory on the local node.
+        * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
+        */
+       if (!objp)
+               objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
+
+  out:
+       return objp;
+}
+#else
+
+static __always_inline void *
+__do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
+{
+       return ____cache_alloc(cachep, flags);
+}
+
+#endif /* CONFIG_NUMA */
+
+static __always_inline void *
+__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
+{
+       unsigned long save_flags;
+       void *objp;
+
+       cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
+       local_irq_save(save_flags);
+       objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
+       local_irq_restore(save_flags);
+       objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
+       prefetchw(objp);
+
+       return objp;
+}
 
 /*
  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
@@ -3494,7 +3591,7 @@ static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
        check_irq_off();
        objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
 
-       if (cache_free_alien(cachep, objp))
+       if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
                return;
 
        if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
@@ -3582,57 +3679,6 @@ out:
 }
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
-/**
- * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
- * @cachep: The cache to allocate from.
- * @flags: See kmalloc().
- * @nodeid: node number of the target node.
- * @caller: return address of caller, used for debug information
- *
- * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
- * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
- *
- * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
- */
-static __always_inline void *
-__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
-               int nodeid, void *caller)
-{
-       unsigned long save_flags;
-       void *ptr = NULL;
-
-       cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
-       local_irq_save(save_flags);
-
-       if (unlikely(nodeid == -1))
-               nodeid = numa_node_id();
-
-       if (likely(cachep->nodelists[nodeid])) {
-               if (nodeid == numa_node_id()) {
-                       /*
-                        * Use the locally cached objects if possible.
-                        * However ____cache_alloc does not allow fallback
-                        * to other nodes. It may fail while we still have
-                        * objects on other nodes available.
-                        */
-                       ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
-               }
-               if (!ptr) {
-                       /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
-                       ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
-               }
-       } else {
-               /* Node not bootstrapped yet */
-               if (!(flags & __GFP_THISNODE))
-                       ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
-       }
-
-       local_irq_restore(save_flags);
-       ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
-
-       return ptr;
-}
-
 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
 {
        return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
@@ -3718,6 +3764,53 @@ void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
 #endif
 
+/**
+ * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
+ *
+ * @p: object to reallocate memory for.
+ * @new_size: how many bytes of memory are required.
+ * @flags: the type of memory to allocate.
+ *
+ * The contents of the object pointed to are preserved up to the
+ * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
+ * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
+ * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
+ */
+void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
+{
+       struct kmem_cache *cache, *new_cache;
+       void *ret;
+
+       if (unlikely(!p))
+               return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
+
+       if (unlikely(!new_size)) {
+               kfree(p);
+               return NULL;
+       }
+
+       cache = virt_to_cache(p);
+       new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
+
+       /*
+        * If new size fits in the current cache, bail out.
+        */
+       if (likely(cache == new_cache))
+               return (void *)p;
+
+       /*
+        * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
+        * because it bloats kernel text.
+        */
+       ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
+       if (ret) {
+               memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
+               kfree(p);
+       }
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL(krealloc);
+
 /**
  * kmem_cache_free - Deallocate an object
  * @cachep: The cache the allocation was from.
@@ -3733,6 +3826,7 @@ void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
        BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
 
        local_irq_save(flags);
+       debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
        __cache_free(cachep, objp);
        local_irq_restore(flags);
 }
@@ -3793,12 +3887,15 @@ static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
                                 goto fail;
                 }
 
-               new_shared = alloc_arraycache(node,
+               new_shared = NULL;
+               if (cachep->shared) {
+                       new_shared = alloc_arraycache(node,
                                cachep->shared*cachep->batchcount,
                                        0xbaadf00d);
-               if (!new_shared) {
-                       free_alien_cache(new_alien);
-                       goto fail;
+                       if (!new_shared) {
+                               free_alien_cache(new_alien);
+                               goto fail;
+                       }
                }
 
                l3 = cachep->nodelists[node];
@@ -3956,10 +4053,8 @@ static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
         * to a larger limit. Thus disabled by default.
         */
        shared = 0;
-#ifdef CONFIG_SMP
-       if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
+       if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
                shared = 8;
-#endif
 
 #if DEBUG
        /*
@@ -4007,7 +4102,7 @@ void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
 
 /**
  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
- * @unused: unused parameter
+ * @w: work descriptor
  *
  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
  * Purpose:
@@ -4017,18 +4112,17 @@ void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
  * again on the next iteration.
  */
-static void cache_reap(struct work_struct *unused)
+static void cache_reap(struct work_struct *w)
 {
        struct kmem_cache *searchp;
        struct kmem_list3 *l3;
        int node = numa_node_id();
+       struct delayed_work *work =
+               container_of(w, struct delayed_work, work);
 
-       if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
+       if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
                /* Give up. Setup the next iteration. */
-               schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
-                                     round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
-               return;
-       }
+               goto out;
 
        list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
                check_irq_on();
@@ -4071,9 +4165,9 @@ next:
        mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
        next_reap_node();
        refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
+out:
        /* Set up the next iteration */
-       schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
-               round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
+       schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
 }
 
 #ifdef CONFIG_PROC_FS
@@ -4460,7 +4554,7 @@ const struct seq_operations slabstats_op = {
  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
  * must not be freed during the duration of the call.
  */
-unsigned int ksize(const void *objp)
+size_t ksize(const void *objp)
 {
        if (unlikely(objp == NULL))
                return 0;