]> www.infradead.org Git - users/willy/linux.git/commitdiff
mm: Split slab into its own type
authorMatthew Wilcox (Oracle) <willy@infradead.org>
Wed, 29 Sep 2021 15:26:26 +0000 (11:26 -0400)
committerMatthew Wilcox (Oracle) <willy@infradead.org>
Mon, 4 Oct 2021 03:06:35 +0000 (23:06 -0400)
Make struct slab independent of struct page.  It still uses the
underlying memory in struct page for storing slab-specific data,
but slab and slub can now be weaned off using struct page directly.
Some of the wrapper functions (slab_address() and slab_order())
still need to cast to struct page, but this is a significant
disentanglement.

Signed-off-by: Matthew Wilcox (Oracle) <willy@infradead.org>
include/linux/mm_types.h
include/linux/page-flags.h
mm/slab.h
mm/slub.c

index 7f8ee09c711f411cfd3198333d68f8995437b463..c2ea71aba84e9c3b3d034c2063d46a5400723ba7 100644 (file)
@@ -239,6 +239,62 @@ struct page {
 #endif
 } _struct_page_alignment;
 
+/* Reuses the bits in struct page */
+struct slab {
+       unsigned long flags;
+       union {
+               struct list_head slab_list;
+               struct {        /* Partial pages */
+                       struct slab *next;
+#ifdef CONFIG_64BIT
+                       int slabs;      /* Nr of slabs left */
+                       int pobjects;   /* Approximate count */
+#else
+                       short int slabs;
+                       short int pobjects;
+#endif
+               };
+               struct rcu_head rcu_head;
+       };
+       struct kmem_cache *slab_cache; /* not slob */
+       /* Double-word boundary */
+       void *freelist;         /* first free object */
+       union {
+               void *s_mem;    /* slab: first object */
+               unsigned long counters;         /* SLUB */
+               struct {                        /* SLUB */
+                       unsigned inuse:16;
+                       unsigned objects:15;
+                       unsigned frozen:1;
+               };
+       };
+
+       union {
+               unsigned int active;            /* SLAB */
+               int units;                      /* SLOB */
+       };
+       atomic_t _refcount;
+#ifdef CONFIG_MEMCG
+       unsigned long memcg_data;
+#endif
+};
+
+#define SLAB_MATCH(pg, sl)                                             \
+       static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct slab, sl))
+SLAB_MATCH(flags, flags);
+SLAB_MATCH(compound_head, slab_list);  /* Ensure bit 0 is clear */
+SLAB_MATCH(slab_list, slab_list);
+SLAB_MATCH(rcu_head, rcu_head);
+SLAB_MATCH(slab_cache, slab_cache);
+SLAB_MATCH(s_mem, s_mem);
+SLAB_MATCH(active, active);
+SLAB_MATCH(_refcount, _refcount);
+#ifdef CONFIG_MEMCG
+SLAB_MATCH(memcg_data, memcg_data);
+#endif
+#undef SLAB_MATCH
+static_assert(sizeof(struct slab) <= sizeof(struct page));
+
 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
 {
        return &page[1].compound_mapcount;
index a558d67ee86f50fdbe3a13833841baf2945a1ed6..57bdb1eb2f2904ee6836bdb22506e1703c24fb18 100644 (file)
@@ -165,6 +165,8 @@ enum pageflags {
        /* Remapped by swiotlb-xen. */
        PG_xen_remapped = PG_owner_priv_1,
 
+       /* SLAB / SLUB / SLOB */
+       PG_pfmemalloc = PG_active,
        /* SLOB */
        PG_slob_free = PG_private,
 
@@ -193,6 +195,33 @@ static inline unsigned long _compound_head(const struct page *page)
 
 #define compound_head(page)    ((typeof(page))_compound_head(page))
 
+/**
+ * page_slab - Converts from page to slab.
+ * @p: The page.
+ *
+ * This function cannot be called on a NULL pointer.  It can be called
+ * on a non-slab page; the caller should check is_slab() to be sure
+ * that the slab really is a slab.
+ *
+ * Return: The slab which contains this page.
+ */
+#define page_slab(p)           (_Generic((p),                          \
+       const struct page *:    (const struct slab *)_compound_head(p), \
+       struct page *:          (struct slab *)_compound_head(p)))
+
+/**
+ * slab_page - The first struct page allocated for a slab
+ * @slab: The slab.
+ *
+ * Slabs are allocated as one-or-more pages.  It is occasionally necessary
+ * to convert back to a struct page in order to communicate with the rest
+ * of the mm.  Please use this helper function instead of casting yourself,
+ * as the implementation may change in the future.
+ */
+#define slab_page(s)           (_Generic((s),                          \
+       const struct slab *:    (const struct page *)s,                 \
+       struct slab *:          (struct page *)s))
+
 static __always_inline int PageTail(struct page *page)
 {
        return READ_ONCE(page->compound_head) & 1;
index 58c01a34e5b86b3c7dca26875f95d62e8fac05ca..54b05f4d9eb5bd512ee91364855b7c60d800ae54 100644 (file)
--- a/mm/slab.h
+++ b/mm/slab.h
@@ -5,6 +5,79 @@
  * Internal slab definitions
  */
 
+/*
+ * Does this memory belong to a slab cache?  Slub can return page allocator
+ * memory for certain size allocations.
+ */
+static inline bool slab_test_cache(const struct slab *slab)
+{
+       return test_bit(PG_slab, &slab->flags);
+}
+
+static inline bool slab_test_multi_page(const struct slab *slab)
+{
+       return test_bit(PG_head, &slab->flags);
+}
+
+/*
+ * If network-based swap is enabled, sl*b must keep track of whether pages
+ * were allocated from pfmemalloc reserves.
+ */
+static inline bool slab_test_pfmemalloc(const struct slab *slab)
+{
+       return test_bit(PG_pfmemalloc, &slab->flags);
+}
+
+static inline void slab_set_pfmemalloc(struct slab *slab)
+{
+       set_bit(PG_pfmemalloc, &slab->flags);
+}
+
+static inline void slab_clear_pfmemalloc(struct slab *slab)
+{
+       clear_bit(PG_pfmemalloc, &slab->flags);
+}
+
+static inline void __slab_clear_pfmemalloc(struct slab *slab)
+{
+       __clear_bit(PG_pfmemalloc, &slab->flags);
+}
+
+static inline void *slab_address(const struct slab *slab)
+{
+       return page_address(slab_page(slab));
+}
+
+static inline int slab_nid(const struct slab *slab)
+{
+       return pgflags_nid(slab->flags);
+}
+
+static inline pg_data_t *slab_pgdat(const struct slab *slab)
+{
+       return NODE_DATA(slab_nid(slab));
+}
+
+static inline struct slab *virt_to_slab(const void *addr)
+{
+       struct page *page = virt_to_page(addr);
+
+       return page_slab(page);
+}
+
+static inline int slab_order(const struct slab *slab)
+{
+       if (!slab_test_multi_page(slab))
+               return 0;
+       return ((struct page *)slab)[1].compound_order;
+}
+
+static inline size_t slab_size(const struct slab *slab)
+{
+       return PAGE_SIZE << slab_order(slab);
+}
+
+
 #ifdef CONFIG_SLOB
 /*
  * Common fields provided in kmem_cache by all slab allocators
index 3d2025f7163b295c45c2b26a8c5260414b2fc238..7e429a31b3263c8881f0e9918cab76b8bbd36d18 100644 (file)
--- a/mm/slub.c
+++ b/mm/slub.c
@@ -3755,7 +3755,7 @@ static unsigned int slub_min_objects;
  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
  * the smallest order which will fit the object.
  */
-static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
+static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
                unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
                unsigned int fract_leftover)
 {
@@ -3819,7 +3819,7 @@ static inline int calculate_order(unsigned int size)
 
                fraction = 16;
                while (fraction >= 4) {
-                       order = slab_order(size, min_objects,
+                       order = calc_slab_order(size, min_objects,
                                        slub_max_order, fraction);
                        if (order <= slub_max_order)
                                return order;
@@ -3832,14 +3832,14 @@ static inline int calculate_order(unsigned int size)
         * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
         * lets see if we can place a single object there.
         */
-       order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
+       order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
        if (order <= slub_max_order)
                return order;
 
        /*
         * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
         */
-       order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
+       order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
        if (order < MAX_ORDER)
                return order;
        return -ENOSYS;