tools/testing/radix-tree/linux.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <malloc.h>
   5 #include <pthread.h>
   6 #include <unistd.h>
   7 #include <assert.h>
   8
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/poison.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/radix-tree.h>
  13 #include <urcu/uatomic.h>
  14
  15 int nr_allocated;
  16 int preempt_count;
  17 int test_verbose;
  18
  19 struct kmem_cache {
  20         pthread_mutex_t lock;
  21         unsigned int size;
  22         unsigned int align;
  23         int nr_objs;
  24         void *objs;
  25         void (*ctor)(void *);
  26         unsigned int non_kernel;
  27         unsigned long nr_allocated;
  28         unsigned long nr_tallocated;
  29 };
  30
  31 void kmem_cache_set_non_kernel(struct kmem_cache *cachep, unsigned int val)
  32 {
  33         cachep->non_kernel = val;
  34 }
  35
  36 unsigned long kmem_cache_get_alloc(struct kmem_cache *cachep)
  37 {
  38         return cachep->size * cachep->nr_allocated;
  39 }
  40
  41 unsigned long kmem_cache_nr_allocated(struct kmem_cache *cachep)
  42 {
  43         return cachep->nr_allocated;
  44 }
  45
  46 unsigned long kmem_cache_nr_tallocated(struct kmem_cache *cachep)
  47 {
  48         return cachep->nr_tallocated;
  49 }
  50
  51 void kmem_cache_zero_nr_tallocated(struct kmem_cache *cachep)
  52 {
  53         cachep->nr_tallocated = 0;
  54 }
  55
  56 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *cachep, struct list_lru *lru,
  57                 int gfp)
  58 {
  59         void *p;
  60
  61         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM)) {
  62                 if (!cachep->non_kernel)
  63                         return NULL;
  64
  65                 cachep->non_kernel--;
  66         }
  67
  68         pthread_mutex_lock(&cachep->lock);
  69         if (cachep->nr_objs) {
  70                 struct radix_tree_node *node = cachep->objs;
  71                 cachep->nr_objs--;
  72                 cachep->objs = node->parent;
  73                 pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
  74                 node->parent = NULL;
  75                 p = node;
  76         } else {
  77                 pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
  78                 if (cachep->align)
  79                         posix_memalign(&p, cachep->align, cachep->size);
  80                 else
  81                         p = malloc(cachep->size);
  82                 if (cachep->ctor)
  83                         cachep->ctor(p);
  84                 else if (gfp & __GFP_ZERO)
  85                         memset(p, 0, cachep->size);
  86         }
  87
  88         uatomic_inc(&cachep->nr_allocated);
  89         uatomic_inc(&nr_allocated);
  90         uatomic_inc(&cachep->nr_tallocated);
  91         if (kmalloc_verbose)
  92                 printf("Allocating %p from slab\n", p);
  93         return p;
  94 }
  95
  96 void kmem_cache_free_locked(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
  97 {
  98         assert(objp);
  99         uatomic_dec(&nr_allocated);
 100         uatomic_dec(&cachep->nr_allocated);
 101         if (kmalloc_verbose)
 102                 printf("Freeing %p to slab\n", objp);
 103         if (cachep->nr_objs > 10 || cachep->align) {
 104                 memset(objp, POISON_FREE, cachep->size);
 105                 free(objp);
 106         } else {
 107                 struct radix_tree_node *node = objp;
 108                 cachep->nr_objs++;
 109                 node->parent = cachep->objs;
 110                 cachep->objs = node;
 111         }
 112 }
 113
 114 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
 115 {
 116         pthread_mutex_lock(&cachep->lock);
 117         kmem_cache_free_locked(cachep, objp);
 118         pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
 119 }
 120
 121 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *cachep, size_t size, void **list)
 122 {
 123         if (kmalloc_verbose)
 124                 pr_debug("Bulk free %p[0-%lu]\n", list, size - 1);
 125
 126         pthread_mutex_lock(&cachep->lock);
 127         for (int i = 0; i < size; i++)
 128                 kmem_cache_free_locked(cachep, list[i]);
 129         pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
 130 }
 131
 132 void kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
 133 {
 134 }
 135
 136 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, size_t size,
 137                           void **p)
 138 {
 139         size_t i;
 140
 141         if (kmalloc_verbose)
 142                 pr_debug("Bulk alloc %lu\n", size);
 143
 144         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM)) {
 145                 if (cachep->non_kernel < size)
 146                         return 0;
 147
 148                 cachep->non_kernel -= size;
 149         }
 150
 151         pthread_mutex_lock(&cachep->lock);
 152         if (cachep->nr_objs >= size) {
 153                 struct radix_tree_node *node;
 154
 155                 for (i = 0; i < size; i++) {
 156                         node = cachep->objs;
 157                         cachep->nr_objs--;
 158                         cachep->objs = node->parent;
 159                         p[i] = node;
 160                         node->parent = NULL;
 161                 }
 162                 pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
 163         } else {
 164                 pthread_mutex_unlock(&cachep->lock);
 165                 for (i = 0; i < size; i++) {
 166                         if (cachep->align) {
 167                                 posix_memalign(&p[i], cachep->align,
 168                                                cachep->size * size);
 169                         } else {
 170                                 p[i] = malloc(cachep->size * size);
 171                         }
 172                         if (cachep->ctor)
 173                                 cachep->ctor(p[i]);
 174                         else if (gfp & __GFP_ZERO)
 175                                 memset(p[i], 0, cachep->size);
 176                 }
 177         }
 178
 179         for (i = 0; i < size; i++) {
 180                 uatomic_inc(&nr_allocated);
 181                 uatomic_inc(&cachep->nr_allocated);
 182                 uatomic_inc(&cachep->nr_tallocated);
 183                 if (kmalloc_verbose)
 184                         printf("Allocating %p from slab\n", p[i]);
 185         }
 186
 187         return size;
 188 }
 189
 190 struct kmem_cache *
 191 kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
 192                 unsigned int flags, void (*ctor)(void *))
 193 {
 194         struct kmem_cache *ret = malloc(sizeof(*ret));
 195
 196         pthread_mutex_init(&ret->lock, NULL);
 197         ret->size = size;
 198         ret->align = align;
 199         ret->nr_objs = 0;
 200         ret->nr_allocated = 0;
 201         ret->nr_tallocated = 0;
 202         ret->objs = NULL;
 203         ret->ctor = ctor;
 204         ret->non_kernel = 0;
 205         return ret;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Test the test infrastructure for kem_cache_alloc/free and bulk counterparts.
 210  */
 211 void test_kmem_cache_bulk(void)
 212 {
 213         int i;
 214         void *list[12];
 215         static struct kmem_cache *test_cache, *test_cache2;
 216
 217         /*
 218          * Testing the bulk allocators without aligned kmem_cache to force the
 219          * bulk alloc/free to reuse
 220          */
 221         test_cache = kmem_cache_create("test_cache", 256, 0, SLAB_PANIC, NULL);
 222
 223         for (i = 0; i < 5; i++)
 224                 list[i] = kmem_cache_alloc(test_cache, __GFP_DIRECT_RECLAIM);
 225
 226         for (i = 0; i < 5; i++)
 227                 kmem_cache_free(test_cache, list[i]);
 228         assert(test_cache->nr_objs == 5);
 229
 230         kmem_cache_alloc_bulk(test_cache, __GFP_DIRECT_RECLAIM, 5, list);
 231         kmem_cache_free_bulk(test_cache, 5, list);
 232
 233         for (i = 0; i < 12 ; i++)
 234                 list[i] = kmem_cache_alloc(test_cache, __GFP_DIRECT_RECLAIM);
 235
 236         for (i = 0; i < 12; i++)
 237                 kmem_cache_free(test_cache, list[i]);
 238
 239         /* The last free will not be kept around */
 240         assert(test_cache->nr_objs == 11);
 241
 242         /* Aligned caches will immediately free */
 243         test_cache2 = kmem_cache_create("test_cache2", 128, 128, SLAB_PANIC, NULL);
 244
 245         kmem_cache_alloc_bulk(test_cache2, __GFP_DIRECT_RECLAIM, 10, list);
 246         kmem_cache_free_bulk(test_cache2, 10, list);
 247         assert(!test_cache2->nr_objs);
 248
 249
 250 }