zsmalloc: use freeobj for index
authorMinchan Kim <minchan@kernel.org>
Tue, 26 Jul 2016 22:23:28 +0000 (15:23 -0700)
committerLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Tue, 26 Jul 2016 23:19:19 +0000 (16:19 -0700)
Zsmalloc stores first free object's <PFN, obj_idx> position into freeobj
in each zspage.  If we change it with index from first_page instead of
position, it makes page migration simple because we don't need to
correct other entries for linked list if a page is migrated out.

Link: http://lkml.kernel.org/r/1464736881-24886-11-git-send-email-minchan@kernel.org
Signed-off-by: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Cc: Sergey Senozhatsky <sergey.senozhatsky@gmail.com>
Cc: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
mm/zsmalloc.c

index dd3708611f654532810b0932bc8c8d691b535d91..c6fb543cfb989078b25649f2f06cff4d9eb98afa 100644 (file)
@@ -71,9 +71,7 @@
  * Object location (<PFN>, <obj_idx>) is encoded as
  * as single (unsigned long) handle value.
  *
- * Note that object index <obj_idx> is relative to system
- * page <PFN> it is stored in, so for each sub-page belonging
- * to a zspage, obj_idx starts with 0.
+ * Note that object index <obj_idx> starts from 0.
  *
  * This is made more complicated by various memory models and PAE.
  */
@@ -214,10 +212,10 @@ struct size_class {
 struct link_free {
        union {
                /*
-                * Position of next free chunk (encodes <PFN, obj_idx>)
+                * Free object index;
                 * It's valid for non-allocated object
                 */
-               void *next;
+               unsigned long next;
                /*
                 * Handle of allocated object.
                 */
@@ -261,7 +259,7 @@ struct zspage {
                unsigned int class:CLASS_BITS;
        };
        unsigned int inuse;
-       void *freeobj;
+       unsigned int freeobj;
        struct page *first_page;
        struct list_head list; /* fullness list */
 };
@@ -459,14 +457,14 @@ static inline void set_first_obj_offset(struct page *page, int offset)
        page->index = offset;
 }
 
-static inline unsigned long get_freeobj(struct zspage *zspage)
+static inline unsigned int get_freeobj(struct zspage *zspage)
 {
-       return (unsigned long)zspage->freeobj;
+       return zspage->freeobj;
 }
 
-static inline void set_freeobj(struct zspage *zspage, unsigned long obj)
+static inline void set_freeobj(struct zspage *zspage, unsigned int obj)
 {
-       zspage->freeobj = (void *)obj;
+       zspage->freeobj = obj;
 }
 
 static void get_zspage_mapping(struct zspage *zspage,
@@ -810,6 +808,10 @@ static int get_pages_per_zspage(int class_size)
        return max_usedpc_order;
 }
 
+static struct page *get_first_page(struct zspage *zspage)
+{
+       return zspage->first_page;
+}
 
 static struct zspage *get_zspage(struct page *page)
 {
@@ -821,37 +823,33 @@ static struct page *get_next_page(struct page *page)
        return page->next;
 }
 
-/*
- * Encode <page, obj_idx> as a single handle value.
- * We use the least bit of handle for tagging.
+/**
+ * obj_to_location - get (<page>, <obj_idx>) from encoded object value
+ * @page: page object resides in zspage
+ * @obj_idx: object index
  */
-static void *location_to_obj(struct page *page, unsigned long obj_idx)
+static void obj_to_location(unsigned long obj, struct page **page,
+                               unsigned int *obj_idx)
 {
-       unsigned long obj;
+       obj >>= OBJ_TAG_BITS;
+       *page = pfn_to_page(obj >> OBJ_INDEX_BITS);
+       *obj_idx = (obj & OBJ_INDEX_MASK);
+}
 
-       if (!page) {
-               VM_BUG_ON(obj_idx);
-               return NULL;
-       }
+/**
+ * location_to_obj - get obj value encoded from (<page>, <obj_idx>)
+ * @page: page object resides in zspage
+ * @obj_idx: object index
+ */
+static unsigned long location_to_obj(struct page *page, unsigned int obj_idx)
+{
+       unsigned long obj;
 
        obj = page_to_pfn(page) << OBJ_INDEX_BITS;
-       obj |= ((obj_idx) & OBJ_INDEX_MASK);
+       obj |= obj_idx & OBJ_INDEX_MASK;
        obj <<= OBJ_TAG_BITS;
 
-       return (void *)obj;
-}
-
-/*
- * Decode <page, obj_idx> pair from the given object handle. We adjust the
- * decoded obj_idx back to its original value since it was adjusted in
- * location_to_obj().
- */
-static void obj_to_location(unsigned long obj, struct page **page,
-                               unsigned long *obj_idx)
-{
-       obj >>= OBJ_TAG_BITS;
-       *page = pfn_to_page(obj >> OBJ_INDEX_BITS);
-       *obj_idx = (obj & OBJ_INDEX_MASK);
+       return obj;
 }
 
 static unsigned long handle_to_obj(unsigned long handle)
@@ -869,16 +867,6 @@ static unsigned long obj_to_head(struct size_class *class, struct page *page,
                return *(unsigned long *)obj;
 }
 
-static unsigned long obj_idx_to_offset(struct page *page,
-                               unsigned long obj_idx, int class_size)
-{
-       unsigned long off;
-
-       off = get_first_obj_offset(page);
-
-       return off + obj_idx * class_size;
-}
-
 static inline int trypin_tag(unsigned long handle)
 {
        return bit_spin_trylock(HANDLE_PIN_BIT, (unsigned long *)handle);
@@ -922,13 +910,13 @@ static void free_zspage(struct zs_pool *pool, struct zspage *zspage)
 /* Initialize a newly allocated zspage */
 static void init_zspage(struct size_class *class, struct zspage *zspage)
 {
+       unsigned int freeobj = 1;
        unsigned long off = 0;
        struct page *page = zspage->first_page;
 
        while (page) {
                struct page *next_page;
                struct link_free *link;
-               unsigned int i = 1;
                void *vaddr;
 
                set_first_obj_offset(page, off);
@@ -937,7 +925,7 @@ static void init_zspage(struct size_class *class, struct zspage *zspage)
                link = (struct link_free *)vaddr + off / sizeof(*link);
 
                while ((off += class->size) < PAGE_SIZE) {
-                       link->next = location_to_obj(page, i++);
+                       link->next = freeobj++ << OBJ_ALLOCATED_TAG;
                        link += class->size / sizeof(*link);
                }
 
@@ -947,14 +935,21 @@ static void init_zspage(struct size_class *class, struct zspage *zspage)
                 * page (if present)
                 */
                next_page = get_next_page(page);
-               link->next = location_to_obj(next_page, 0);
+               if (next_page) {
+                       link->next = freeobj++ << OBJ_ALLOCATED_TAG;
+               } else {
+                       /*
+                        * Reset OBJ_ALLOCATED_TAG bit to last link to tell
+                        * whether it's allocated object or not.
+                        */
+                       link->next = -1 << OBJ_ALLOCATED_TAG;
+               }
                kunmap_atomic(vaddr);
                page = next_page;
                off %= PAGE_SIZE;
        }
 
-       set_freeobj(zspage,
-               (unsigned long)location_to_obj(zspage->first_page, 0));
+       set_freeobj(zspage, 0);
 }
 
 static void create_page_chain(struct zspage *zspage, struct page *pages[],
@@ -1271,7 +1266,8 @@ void *zs_map_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle,
 {
        struct zspage *zspage;
        struct page *page;
-       unsigned long obj, obj_idx, off;
+       unsigned long obj, off;
+       unsigned int obj_idx;
 
        unsigned int class_idx;
        enum fullness_group fg;
@@ -1295,7 +1291,7 @@ void *zs_map_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle,
        zspage = get_zspage(page);
        get_zspage_mapping(zspage, &class_idx, &fg);
        class = pool->size_class[class_idx];
-       off = obj_idx_to_offset(page, obj_idx, class->size);
+       off = (class->size * obj_idx) & ~PAGE_MASK;
 
        area = &get_cpu_var(zs_map_area);
        area->vm_mm = mm;
@@ -1324,7 +1320,8 @@ void zs_unmap_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
 {
        struct zspage *zspage;
        struct page *page;
-       unsigned long obj, obj_idx, off;
+       unsigned long obj, off;
+       unsigned int obj_idx;
 
        unsigned int class_idx;
        enum fullness_group fg;
@@ -1336,7 +1333,7 @@ void zs_unmap_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
        zspage = get_zspage(page);
        get_zspage_mapping(zspage, &class_idx, &fg);
        class = pool->size_class[class_idx];
-       off = obj_idx_to_offset(page, obj_idx, class->size);
+       off = (class->size * obj_idx) & ~PAGE_MASK;
 
        area = this_cpu_ptr(&zs_map_area);
        if (off + class->size <= PAGE_SIZE)
@@ -1358,21 +1355,28 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_unmap_object);
 static unsigned long obj_malloc(struct size_class *class,
                                struct zspage *zspage, unsigned long handle)
 {
+       int i, nr_page, offset;
        unsigned long obj;
        struct link_free *link;
 
        struct page *m_page;
-       unsigned long m_objidx, m_offset;
+       unsigned long m_offset;
        void *vaddr;
 
        handle |= OBJ_ALLOCATED_TAG;
        obj = get_freeobj(zspage);
-       obj_to_location(obj, &m_page, &m_objidx);
-       m_offset = obj_idx_to_offset(m_page, m_objidx, class->size);
+
+       offset = obj * class->size;
+       nr_page = offset >> PAGE_SHIFT;
+       m_offset = offset & ~PAGE_MASK;
+       m_page = get_first_page(zspage);
+
+       for (i = 0; i < nr_page; i++)
+               m_page = get_next_page(m_page);
 
        vaddr = kmap_atomic(m_page);
        link = (struct link_free *)vaddr + m_offset / sizeof(*link);
-       set_freeobj(zspage, (unsigned long)link->next);
+       set_freeobj(zspage, link->next >> OBJ_ALLOCATED_TAG);
        if (!class->huge)
                /* record handle in the header of allocated chunk */
                link->handle = handle;
@@ -1384,6 +1388,8 @@ static unsigned long obj_malloc(struct size_class *class,
        mod_zspage_inuse(zspage, 1);
        zs_stat_inc(class, OBJ_USED, 1);
 
+       obj = location_to_obj(m_page, obj);
+
        return obj;
 }
 
@@ -1449,22 +1455,22 @@ static void obj_free(struct size_class *class, unsigned long obj)
        struct link_free *link;
        struct zspage *zspage;
        struct page *f_page;
-       unsigned long f_objidx, f_offset;
+       unsigned long f_offset;
+       unsigned int f_objidx;
        void *vaddr;
 
        obj &= ~OBJ_ALLOCATED_TAG;
        obj_to_location(obj, &f_page, &f_objidx);
+       f_offset = (class->size * f_objidx) & ~PAGE_MASK;
        zspage = get_zspage(f_page);
 
-       f_offset = obj_idx_to_offset(f_page, f_objidx, class->size);
-
        vaddr = kmap_atomic(f_page);
 
        /* Insert this object in containing zspage's freelist */
        link = (struct link_free *)(vaddr + f_offset);
-       link->next = (void *)get_freeobj(zspage);
+       link->next = get_freeobj(zspage) << OBJ_ALLOCATED_TAG;
        kunmap_atomic(vaddr);
-       set_freeobj(zspage, obj);
+       set_freeobj(zspage, f_objidx);
        mod_zspage_inuse(zspage, -1);
        zs_stat_dec(class, OBJ_USED, 1);
 }
@@ -1473,7 +1479,8 @@ void zs_free(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
 {
        struct zspage *zspage;
        struct page *f_page;
-       unsigned long obj, f_objidx;
+       unsigned long obj;
+       unsigned int f_objidx;
        int class_idx;
        struct size_class *class;
        enum fullness_group fullness;
@@ -1510,7 +1517,7 @@ static void zs_object_copy(struct size_class *class, unsigned long dst,
                                unsigned long src)
 {
        struct page *s_page, *d_page;
-       unsigned long s_objidx, d_objidx;
+       unsigned int s_objidx, d_objidx;
        unsigned long s_off, d_off;
        void *s_addr, *d_addr;
        int s_size, d_size, size;
@@ -1521,8 +1528,8 @@ static void zs_object_copy(struct size_class *class, unsigned long dst,
        obj_to_location(src, &s_page, &s_objidx);
        obj_to_location(dst, &d_page, &d_objidx);
 
-       s_off = obj_idx_to_offset(s_page, s_objidx, class->size);
-       d_off = obj_idx_to_offset(d_page, d_objidx, class->size);
+       s_off = (class->size * s_objidx) & ~PAGE_MASK;
+       d_off = (class->size * d_objidx) & ~PAGE_MASK;
 
        if (s_off + class->size > PAGE_SIZE)
                s_size = PAGE_SIZE - s_off;