mm/slab: kmalloc: pass requests larger than order-1 page to page allocator
authorHyeonggon Yoo <42.hyeyoo@gmail.com>
Wed, 17 Aug 2022 10:18:19 +0000 (19:18 +0900)
committerVlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Wed, 24 Aug 2022 14:11:41 +0000 (16:11 +0200)
There is not much benefit for serving large objects in kmalloc().
Let's pass large requests to page allocator like SLUB for better
maintenance of common code.

Signed-off-by: Hyeonggon Yoo <42.hyeyoo@gmail.com>
Reviewed-by: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
Signed-off-by: Vlastimil Babka <vbabka@suse.cz>
include/linux/slab.h
mm/slab.c
mm/slab.h
mm/slab_common.c
mm/slub.c

index fd2e129fc8130c331903956c4a886faed2f2f171..4ee5b2fed1649b8872b58b2841997a23250d2106 100644 (file)
@@ -243,27 +243,17 @@ static inline unsigned int arch_slab_minalign(void)
 
 #ifdef CONFIG_SLAB
 /*
- * The largest kmalloc size supported by the SLAB allocators is
- * 32 megabyte (2^25) or the maximum allocatable page order if that is
- * less than 32 MB.
- *
- * WARNING: Its not easy to increase this value since the allocators have
- * to do various tricks to work around compiler limitations in order to
- * ensure proper constant folding.
+ * SLAB and SLUB directly allocates requests fitting in to an order-1 page
+ * (PAGE_SIZE*2).  Larger requests are passed to the page allocator.
  */
-#define KMALLOC_SHIFT_HIGH     ((MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) <= 25 ? \
-                               (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) : 25)
-#define KMALLOC_SHIFT_MAX      KMALLOC_SHIFT_HIGH
+#define KMALLOC_SHIFT_HIGH     (PAGE_SHIFT + 1)
+#define KMALLOC_SHIFT_MAX      (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1)
 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
 #define KMALLOC_SHIFT_LOW      5
 #endif
 #endif
 
 #ifdef CONFIG_SLUB
-/*
- * SLUB directly allocates requests fitting in to an order-1 page
- * (PAGE_SIZE*2).  Larger requests are passed to the page allocator.
- */
 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH     (PAGE_SHIFT + 1)
 #define KMALLOC_SHIFT_MAX      (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1)
 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
@@ -415,10 +405,6 @@ static __always_inline unsigned int __kmalloc_index(size_t size,
        if (size <= 512 * 1024) return 19;
        if (size <= 1024 * 1024) return 20;
        if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
-       if (size <=  4 * 1024 * 1024) return 22;
-       if (size <=  8 * 1024 * 1024) return 23;
-       if (size <=  16 * 1024 * 1024) return 24;
-       if (size <=  32 * 1024 * 1024) return 25;
 
        if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROFILE_ALL_BRANCHES) && size_is_constant)
                BUILD_BUG_ON_MSG(1, "unexpected size in kmalloc_index()");
@@ -428,6 +414,7 @@ static __always_inline unsigned int __kmalloc_index(size_t size,
        /* Will never be reached. Needed because the compiler may complain */
        return -1;
 }
+static_assert(PAGE_SHIFT <= 20);
 #define kmalloc_index(s) __kmalloc_index(s, true)
 #endif /* !CONFIG_SLOB */
 
index 8c08d7f3dead9c11753ab73716123d57f06cd724..10c9af904410e1dbe1c7532eaf14dda65a34664e 100644 (file)
--- a/mm/slab.c
+++ b/mm/slab.c
@@ -3585,11 +3585,19 @@ __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
        struct kmem_cache *cachep;
        void *ret;
 
-       if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
-               return NULL;
+       if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
+               ret = kmalloc_large_node_notrace(size, flags, node);
+
+               trace_kmalloc_node(caller, ret, NULL, size,
+                                  PAGE_SIZE << get_order(size),
+                                  flags, node);
+               return ret;
+       }
+
        cachep = kmalloc_slab(size, flags);
        if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
                return cachep;
+
        ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
        ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
 
@@ -3664,17 +3672,27 @@ EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
 
 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
 {
-       struct kmem_cache *s;
-       size_t i;
 
        local_irq_disable();
-       for (i = 0; i < size; i++) {
+       for (int i = 0; i < size; i++) {
                void *objp = p[i];
+               struct kmem_cache *s;
 
-               if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
-                       s = virt_to_cache(objp);
-               else
+               if (!orig_s) {
+                       struct folio *folio = virt_to_folio(objp);
+
+                       /* called via kfree_bulk */
+                       if (!folio_test_slab(folio)) {
+                               local_irq_enable();
+                               free_large_kmalloc(folio, objp);
+                               local_irq_disable();
+                               continue;
+                       }
+                       s = folio_slab(folio)->slab_cache;
+               } else {
                        s = cache_from_obj(orig_s, objp);
+               }
+
                if (!s)
                        continue;
 
@@ -3703,20 +3721,24 @@ void kfree(const void *objp)
 {
        struct kmem_cache *c;
        unsigned long flags;
+       struct folio *folio;
 
        trace_kfree(_RET_IP_, objp);
 
        if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
                return;
-       local_irq_save(flags);
-       kfree_debugcheck(objp);
-       c = virt_to_cache(objp);
-       if (!c) {
-               local_irq_restore(flags);
+
+       folio = virt_to_folio(objp);
+       if (!folio_test_slab(folio)) {
+               free_large_kmalloc(folio, (void *)objp);
                return;
        }
-       debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
 
+       c = folio_slab(folio)->slab_cache;
+
+       local_irq_save(flags);
+       kfree_debugcheck(objp);
+       debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
        debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
        __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
        local_irq_restore(flags);
@@ -4138,15 +4160,17 @@ void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
 size_t __ksize(const void *objp)
 {
        struct kmem_cache *c;
-       size_t size;
+       struct folio *folio;
 
        BUG_ON(!objp);
        if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
                return 0;
 
-       c = virt_to_cache(objp);
-       size = c ? c->object_size : 0;
+       folio = virt_to_folio(objp);
+       if (!folio_test_slab(folio))
+               return folio_size(folio);
 
-       return size;
+       c = folio_slab(folio)->slab_cache;
+       return c->object_size;
 }
 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
index 801a207a5cd7ddad4da7c9919cdbef1abc6a9e77..9808d537f6bac21e0d5b190fa737287ad0998619 100644 (file)
--- a/mm/slab.h
+++ b/mm/slab.h
@@ -660,6 +660,9 @@ static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
                print_tracking(cachep, x);
        return cachep;
 }
+
+void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object);
+
 #endif /* CONFIG_SLOB */
 
 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
index 51ccd0545816278be65b8b34b922f08728b90bad..5a2e81f42ee9abce9b36ba498682b61a2be394d6 100644 (file)
@@ -744,8 +744,8 @@ struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
 
 /*
  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
- * kmalloc_index() supports up to 2^25=32MB, so the final entry of the table is
- * kmalloc-32M.
+ * kmalloc_index() supports up to 2^21=2MB, so the final entry of the table is
+ * kmalloc-2M.
  */
 const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
        INIT_KMALLOC_INFO(0, 0),
@@ -769,11 +769,7 @@ const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
        INIT_KMALLOC_INFO(262144, 256k),
        INIT_KMALLOC_INFO(524288, 512k),
        INIT_KMALLOC_INFO(1048576, 1M),
-       INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M),
-       INIT_KMALLOC_INFO(4194304, 4M),
-       INIT_KMALLOC_INFO(8388608, 8M),
-       INIT_KMALLOC_INFO(16777216, 16M),
-       INIT_KMALLOC_INFO(33554432, 32M)
+       INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M)
 };
 
 /*
@@ -886,6 +882,21 @@ void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
        /* Kmalloc array is now usable */
        slab_state = UP;
 }
+
+void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
+{
+       unsigned int order = folio_order(folio);
+
+       if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
+               pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
+
+       kmemleak_free(object);
+       kasan_kfree_large(object);
+
+       mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
+                             -(PAGE_SIZE << order));
+       __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
+}
 #endif /* !CONFIG_SLOB */
 
 gfp_t kmalloc_fix_flags(gfp_t flags)
index 165fe87af20427d27d70d864897d37d77b291806..a659874c5d44ecfe40374818779f541631150191 100644 (file)
--- a/mm/slub.c
+++ b/mm/slub.c
@@ -1704,12 +1704,6 @@ static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
  */
-static __always_inline void kfree_hook(void *x)
-{
-       kmemleak_free(x);
-       kasan_kfree_large(x);
-}
-
 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
                                                void *x, bool init)
 {
@@ -3550,19 +3544,6 @@ struct detached_freelist {
        struct kmem_cache *s;
 };
 
-static inline void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
-{
-       unsigned int order = folio_order(folio);
-
-       if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
-               pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
-
-       kfree_hook(object);
-       mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
-                             -(PAGE_SIZE << order));
-       __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
-}
-
 /*
  * This function progressively scans the array with free objects (with
  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same