zsmalloc: decouple handle and object
[cascardo/linux.git] / mm / zsmalloc.c
1 /*
2  * zsmalloc memory allocator
3  *
4  * Copyright (C) 2011  Nitin Gupta
5  * Copyright (C) 2012, 2013 Minchan Kim
6  *
7  * This code is released using a dual license strategy: BSD/GPL
8  * You can choose the license that better fits your requirements.
9  *
10  * Released under the terms of 3-clause BSD License
11  * Released under the terms of GNU General Public License Version 2.0
12  */
13
14 /*
15  * This allocator is designed for use with zram. Thus, the allocator is
16  * supposed to work well under low memory conditions. In particular, it
17  * never attempts higher order page allocation which is very likely to
18  * fail under memory pressure. On the other hand, if we just use single
19  * (0-order) pages, it would suffer from very high fragmentation --
20  * any object of size PAGE_SIZE/2 or larger would occupy an entire page.
21  * This was one of the major issues with its predecessor (xvmalloc).
22  *
23  * To overcome these issues, zsmalloc allocates a bunch of 0-order pages
24  * and links them together using various 'struct page' fields. These linked
25  * pages act as a single higher-order page i.e. an object can span 0-order
26  * page boundaries. The code refers to these linked pages as a single entity
27  * called zspage.
28  *
29  * For simplicity, zsmalloc can only allocate objects of size up to PAGE_SIZE
30  * since this satisfies the requirements of all its current users (in the
31  * worst case, page is incompressible and is thus stored "as-is" i.e. in
32  * uncompressed form). For allocation requests larger than this size, failure
33  * is returned (see zs_malloc).
34  *
35  * Additionally, zs_malloc() does not return a dereferenceable pointer.
36  * Instead, it returns an opaque handle (unsigned long) which encodes actual
37  * location of the allocated object. The reason for this indirection is that
38  * zsmalloc does not keep zspages permanently mapped since that would cause
39  * issues on 32-bit systems where the VA region for kernel space mappings
40  * is very small. So, before using the allocating memory, the object has to
41  * be mapped using zs_map_object() to get a usable pointer and subsequently
42  * unmapped using zs_unmap_object().
43  *
44  * Following is how we use various fields and flags of underlying
45  * struct page(s) to form a zspage.
46  *
47  * Usage of struct page fields:
48  *      page->first_page: points to the first component (0-order) page
49  *      page->index (union with page->freelist): offset of the first object
50  *              starting in this page. For the first page, this is
51  *              always 0, so we use this field (aka freelist) to point
52  *              to the first free object in zspage.
53  *      page->lru: links together all component pages (except the first page)
54  *              of a zspage
55  *
56  *      For _first_ page only:
57  *
58  *      page->private (union with page->first_page): refers to the
59  *              component page after the first page
60  *      page->freelist: points to the first free object in zspage.
61  *              Free objects are linked together using in-place
62  *              metadata.
63  *      page->objects: maximum number of objects we can store in this
64  *              zspage (class->zspage_order * PAGE_SIZE / class->size)
65  *      page->lru: links together first pages of various zspages.
66  *              Basically forming list of zspages in a fullness group.
67  *      page->mapping: class index and fullness group of the zspage
68  *
69  * Usage of struct page flags:
70  *      PG_private: identifies the first component page
71  *      PG_private2: identifies the last component page
72  *
73  */
74
75 #ifdef CONFIG_ZSMALLOC_DEBUG
76 #define DEBUG
77 #endif
78
79 #include <linux/module.h>
80 #include <linux/kernel.h>
81 #include <linux/bitops.h>
82 #include <linux/errno.h>
83 #include <linux/highmem.h>
84 #include <linux/string.h>
85 #include <linux/slab.h>
86 #include <asm/tlbflush.h>
87 #include <asm/pgtable.h>
88 #include <linux/cpumask.h>
89 #include <linux/cpu.h>
90 #include <linux/vmalloc.h>
91 #include <linux/hardirq.h>
92 #include <linux/spinlock.h>
93 #include <linux/types.h>
94 #include <linux/debugfs.h>
95 #include <linux/zsmalloc.h>
96 #include <linux/zpool.h>
97
98 /*
99  * This must be power of 2 and greater than of equal to sizeof(link_free).
100  * These two conditions ensure that any 'struct link_free' itself doesn't
101  * span more than 1 page which avoids complex case of mapping 2 pages simply
102  * to restore link_free pointer values.
103  */
104 #define ZS_ALIGN                8
105
106 /*
107  * A single 'zspage' is composed of up to 2^N discontiguous 0-order (single)
108  * pages. ZS_MAX_ZSPAGE_ORDER defines upper limit on N.
109  */
110 #define ZS_MAX_ZSPAGE_ORDER 2
111 #define ZS_MAX_PAGES_PER_ZSPAGE (_AC(1, UL) << ZS_MAX_ZSPAGE_ORDER)
112
113 #define ZS_HANDLE_SIZE (sizeof(unsigned long))
114
115 /*
116  * Object location (<PFN>, <obj_idx>) is encoded as
117  * as single (unsigned long) handle value.
118  *
119  * Note that object index <obj_idx> is relative to system
120  * page <PFN> it is stored in, so for each sub-page belonging
121  * to a zspage, obj_idx starts with 0.
122  *
123  * This is made more complicated by various memory models and PAE.
124  */
125
126 #ifndef MAX_PHYSMEM_BITS
127 #ifdef CONFIG_HIGHMEM64G
128 #define MAX_PHYSMEM_BITS 36
129 #else /* !CONFIG_HIGHMEM64G */
130 /*
131  * If this definition of MAX_PHYSMEM_BITS is used, OBJ_INDEX_BITS will just
132  * be PAGE_SHIFT
133  */
134 #define MAX_PHYSMEM_BITS BITS_PER_LONG
135 #endif
136 #endif
137 #define _PFN_BITS               (MAX_PHYSMEM_BITS - PAGE_SHIFT)
138 #define OBJ_INDEX_BITS  (BITS_PER_LONG - _PFN_BITS)
139 #define OBJ_INDEX_MASK  ((_AC(1, UL) << OBJ_INDEX_BITS) - 1)
140
141 #define MAX(a, b) ((a) >= (b) ? (a) : (b))
142 /* ZS_MIN_ALLOC_SIZE must be multiple of ZS_ALIGN */
143 #define ZS_MIN_ALLOC_SIZE \
144         MAX(32, (ZS_MAX_PAGES_PER_ZSPAGE << PAGE_SHIFT >> OBJ_INDEX_BITS))
145 /* each chunk includes extra space to keep handle */
146 #define ZS_MAX_ALLOC_SIZE       (PAGE_SIZE + ZS_HANDLE_SIZE)
147
148 /*
149  * On systems with 4K page size, this gives 255 size classes! There is a
150  * trader-off here:
151  *  - Large number of size classes is potentially wasteful as free page are
152  *    spread across these classes
153  *  - Small number of size classes causes large internal fragmentation
154  *  - Probably its better to use specific size classes (empirically
155  *    determined). NOTE: all those class sizes must be set as multiple of
156  *    ZS_ALIGN to make sure link_free itself never has to span 2 pages.
157  *
158  *  ZS_MIN_ALLOC_SIZE and ZS_SIZE_CLASS_DELTA must be multiple of ZS_ALIGN
159  *  (reason above)
160  */
161 #define ZS_SIZE_CLASS_DELTA     (PAGE_SIZE >> 8)
162
163 /*
164  * We do not maintain any list for completely empty or full pages
165  */
166 enum fullness_group {
167         ZS_ALMOST_FULL,
168         ZS_ALMOST_EMPTY,
169         _ZS_NR_FULLNESS_GROUPS,
170
171         ZS_EMPTY,
172         ZS_FULL
173 };
174
175 enum zs_stat_type {
176         OBJ_ALLOCATED,
177         OBJ_USED,
178         NR_ZS_STAT_TYPE,
179 };
180
181 #ifdef CONFIG_ZSMALLOC_STAT
182
183 static struct dentry *zs_stat_root;
184
185 struct zs_size_stat {
186         unsigned long objs[NR_ZS_STAT_TYPE];
187 };
188
189 #endif
190
191 /*
192  * number of size_classes
193  */
194 static int zs_size_classes;
195
196 /*
197  * We assign a page to ZS_ALMOST_EMPTY fullness group when:
198  *      n <= N / f, where
199  * n = number of allocated objects
200  * N = total number of objects zspage can store
201  * f = fullness_threshold_frac
202  *
203  * Similarly, we assign zspage to:
204  *      ZS_ALMOST_FULL  when n > N / f
205  *      ZS_EMPTY        when n == 0
206  *      ZS_FULL         when n == N
207  *
208  * (see: fix_fullness_group())
209  */
210 static const int fullness_threshold_frac = 4;
211
212 struct size_class {
213         /*
214          * Size of objects stored in this class. Must be multiple
215          * of ZS_ALIGN.
216          */
217         int size;
218         unsigned int index;
219
220         /* Number of PAGE_SIZE sized pages to combine to form a 'zspage' */
221         int pages_per_zspage;
222
223 #ifdef CONFIG_ZSMALLOC_STAT
224         struct zs_size_stat stats;
225 #endif
226
227         spinlock_t lock;
228
229         struct page *fullness_list[_ZS_NR_FULLNESS_GROUPS];
230 };
231
232 /*
233  * Placed within free objects to form a singly linked list.
234  * For every zspage, first_page->freelist gives head of this list.
235  *
236  * This must be power of 2 and less than or equal to ZS_ALIGN
237  */
238 struct link_free {
239         union {
240                 /*
241                  * Position of next free chunk (encodes <PFN, obj_idx>)
242                  * It's valid for non-allocated object
243                  */
244                 void *next;
245                 /*
246                  * Handle of allocated object.
247                  */
248                 unsigned long handle;
249         };
250 };
251
252 struct zs_pool {
253         char *name;
254
255         struct size_class **size_class;
256         struct kmem_cache *handle_cachep;
257
258         gfp_t flags;    /* allocation flags used when growing pool */
259         atomic_long_t pages_allocated;
260
261 #ifdef CONFIG_ZSMALLOC_STAT
262         struct dentry *stat_dentry;
263 #endif
264 };
265
266 /*
267  * A zspage's class index and fullness group
268  * are encoded in its (first)page->mapping
269  */
270 #define CLASS_IDX_BITS  28
271 #define FULLNESS_BITS   4
272 #define CLASS_IDX_MASK  ((1 << CLASS_IDX_BITS) - 1)
273 #define FULLNESS_MASK   ((1 << FULLNESS_BITS) - 1)
274
275 struct mapping_area {
276 #ifdef CONFIG_PGTABLE_MAPPING
277         struct vm_struct *vm; /* vm area for mapping object that span pages */
278 #else
279         char *vm_buf; /* copy buffer for objects that span pages */
280 #endif
281         char *vm_addr; /* address of kmap_atomic()'ed pages */
282         enum zs_mapmode vm_mm; /* mapping mode */
283 };
284
285 static int create_handle_cache(struct zs_pool *pool)
286 {
287         pool->handle_cachep = kmem_cache_create("zs_handle", ZS_HANDLE_SIZE,
288                                         0, 0, NULL);
289         return pool->handle_cachep ? 0 : 1;
290 }
291
292 static void destroy_handle_cache(struct zs_pool *pool)
293 {
294         kmem_cache_destroy(pool->handle_cachep);
295 }
296
297 static unsigned long alloc_handle(struct zs_pool *pool)
298 {
299         return (unsigned long)kmem_cache_alloc(pool->handle_cachep,
300                 pool->flags & ~__GFP_HIGHMEM);
301 }
302
303 static void free_handle(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
304 {
305         kmem_cache_free(pool->handle_cachep, (void *)handle);
306 }
307
308 static void record_obj(unsigned long handle, unsigned long obj)
309 {
310         *(unsigned long *)handle = obj;
311 }
312
313 /* zpool driver */
314
315 #ifdef CONFIG_ZPOOL
316
317 static void *zs_zpool_create(char *name, gfp_t gfp, struct zpool_ops *zpool_ops)
318 {
319         return zs_create_pool(name, gfp);
320 }
321
322 static void zs_zpool_destroy(void *pool)
323 {
324         zs_destroy_pool(pool);
325 }
326
327 static int zs_zpool_malloc(void *pool, size_t size, gfp_t gfp,
328                         unsigned long *handle)
329 {
330         *handle = zs_malloc(pool, size);
331         return *handle ? 0 : -1;
332 }
333 static void zs_zpool_free(void *pool, unsigned long handle)
334 {
335         zs_free(pool, handle);
336 }
337
338 static int zs_zpool_shrink(void *pool, unsigned int pages,
339                         unsigned int *reclaimed)
340 {
341         return -EINVAL;
342 }
343
344 static void *zs_zpool_map(void *pool, unsigned long handle,
345                         enum zpool_mapmode mm)
346 {
347         enum zs_mapmode zs_mm;
348
349         switch (mm) {
350         case ZPOOL_MM_RO:
351                 zs_mm = ZS_MM_RO;
352                 break;
353         case ZPOOL_MM_WO:
354                 zs_mm = ZS_MM_WO;
355                 break;
356         case ZPOOL_MM_RW: /* fallthru */
357         default:
358                 zs_mm = ZS_MM_RW;
359                 break;
360         }
361
362         return zs_map_object(pool, handle, zs_mm);
363 }
364 static void zs_zpool_unmap(void *pool, unsigned long handle)
365 {
366         zs_unmap_object(pool, handle);
367 }
368
369 static u64 zs_zpool_total_size(void *pool)
370 {
371         return zs_get_total_pages(pool) << PAGE_SHIFT;
372 }
373
374 static struct zpool_driver zs_zpool_driver = {
375         .type =         "zsmalloc",
376         .owner =        THIS_MODULE,
377         .create =       zs_zpool_create,
378         .destroy =      zs_zpool_destroy,
379         .malloc =       zs_zpool_malloc,
380         .free =         zs_zpool_free,
381         .shrink =       zs_zpool_shrink,
382         .map =          zs_zpool_map,
383         .unmap =        zs_zpool_unmap,
384         .total_size =   zs_zpool_total_size,
385 };
386
387 MODULE_ALIAS("zpool-zsmalloc");
388 #endif /* CONFIG_ZPOOL */
389
390 /* per-cpu VM mapping areas for zspage accesses that cross page boundaries */
391 static DEFINE_PER_CPU(struct mapping_area, zs_map_area);
392
393 static int is_first_page(struct page *page)
394 {
395         return PagePrivate(page);
396 }
397
398 static int is_last_page(struct page *page)
399 {
400         return PagePrivate2(page);
401 }
402
403 static void get_zspage_mapping(struct page *page, unsigned int *class_idx,
404                                 enum fullness_group *fullness)
405 {
406         unsigned long m;
407         BUG_ON(!is_first_page(page));
408
409         m = (unsigned long)page->mapping;
410         *fullness = m & FULLNESS_MASK;
411         *class_idx = (m >> FULLNESS_BITS) & CLASS_IDX_MASK;
412 }
413
414 static void set_zspage_mapping(struct page *page, unsigned int class_idx,
415                                 enum fullness_group fullness)
416 {
417         unsigned long m;
418         BUG_ON(!is_first_page(page));
419
420         m = ((class_idx & CLASS_IDX_MASK) << FULLNESS_BITS) |
421                         (fullness & FULLNESS_MASK);
422         page->mapping = (struct address_space *)m;
423 }
424
425 /*
426  * zsmalloc divides the pool into various size classes where each
427  * class maintains a list of zspages where each zspage is divided
428  * into equal sized chunks. Each allocation falls into one of these
429  * classes depending on its size. This function returns index of the
430  * size class which has chunk size big enough to hold the give size.
431  */
432 static int get_size_class_index(int size)
433 {
434         int idx = 0;
435
436         if (likely(size > ZS_MIN_ALLOC_SIZE))
437                 idx = DIV_ROUND_UP(size - ZS_MIN_ALLOC_SIZE,
438                                 ZS_SIZE_CLASS_DELTA);
439
440         return idx;
441 }
442
443 /*
444  * For each size class, zspages are divided into different groups
445  * depending on how "full" they are. This was done so that we could
446  * easily find empty or nearly empty zspages when we try to shrink
447  * the pool (not yet implemented). This function returns fullness
448  * status of the given page.
449  */
450 static enum fullness_group get_fullness_group(struct page *page)
451 {
452         int inuse, max_objects;
453         enum fullness_group fg;
454         BUG_ON(!is_first_page(page));
455
456         inuse = page->inuse;
457         max_objects = page->objects;
458
459         if (inuse == 0)
460                 fg = ZS_EMPTY;
461         else if (inuse == max_objects)
462                 fg = ZS_FULL;
463         else if (inuse <= max_objects / fullness_threshold_frac)
464                 fg = ZS_ALMOST_EMPTY;
465         else
466                 fg = ZS_ALMOST_FULL;
467
468         return fg;
469 }
470
471 /*
472  * Each size class maintains various freelists and zspages are assigned
473  * to one of these freelists based on the number of live objects they
474  * have. This functions inserts the given zspage into the freelist
475  * identified by <class, fullness_group>.
476  */
477 static void insert_zspage(struct page *page, struct size_class *class,
478                                 enum fullness_group fullness)
479 {
480         struct page **head;
481
482         BUG_ON(!is_first_page(page));
483
484         if (fullness >= _ZS_NR_FULLNESS_GROUPS)
485                 return;
486
487         head = &class->fullness_list[fullness];
488         if (*head)
489                 list_add_tail(&page->lru, &(*head)->lru);
490
491         *head = page;
492 }
493
494 /*
495  * This function removes the given zspage from the freelist identified
496  * by <class, fullness_group>.
497  */
498 static void remove_zspage(struct page *page, struct size_class *class,
499                                 enum fullness_group fullness)
500 {
501         struct page **head;
502
503         BUG_ON(!is_first_page(page));
504
505         if (fullness >= _ZS_NR_FULLNESS_GROUPS)
506                 return;
507
508         head = &class->fullness_list[fullness];
509         BUG_ON(!*head);
510         if (list_empty(&(*head)->lru))
511                 *head = NULL;
512         else if (*head == page)
513                 *head = (struct page *)list_entry((*head)->lru.next,
514                                         struct page, lru);
515
516         list_del_init(&page->lru);
517 }
518
519 /*
520  * Each size class maintains zspages in different fullness groups depending
521  * on the number of live objects they contain. When allocating or freeing
522  * objects, the fullness status of the page can change, say, from ALMOST_FULL
523  * to ALMOST_EMPTY when freeing an object. This function checks if such
524  * a status change has occurred for the given page and accordingly moves the
525  * page from the freelist of the old fullness group to that of the new
526  * fullness group.
527  */
528 static enum fullness_group fix_fullness_group(struct zs_pool *pool,
529                                                 struct page *page)
530 {
531         int class_idx;
532         struct size_class *class;
533         enum fullness_group currfg, newfg;
534
535         BUG_ON(!is_first_page(page));
536
537         get_zspage_mapping(page, &class_idx, &currfg);
538         newfg = get_fullness_group(page);
539         if (newfg == currfg)
540                 goto out;
541
542         class = pool->size_class[class_idx];
543         remove_zspage(page, class, currfg);
544         insert_zspage(page, class, newfg);
545         set_zspage_mapping(page, class_idx, newfg);
546
547 out:
548         return newfg;
549 }
550
551 /*
552  * We have to decide on how many pages to link together
553  * to form a zspage for each size class. This is important
554  * to reduce wastage due to unusable space left at end of
555  * each zspage which is given as:
556  *      wastage = Zp - Zp % size_class
557  * where Zp = zspage size = k * PAGE_SIZE where k = 1, 2, ...
558  *
559  * For example, for size class of 3/8 * PAGE_SIZE, we should
560  * link together 3 PAGE_SIZE sized pages to form a zspage
561  * since then we can perfectly fit in 8 such objects.
562  */
563 static int get_pages_per_zspage(int class_size)
564 {
565         int i, max_usedpc = 0;
566         /* zspage order which gives maximum used size per KB */
567         int max_usedpc_order = 1;
568
569         for (i = 1; i <= ZS_MAX_PAGES_PER_ZSPAGE; i++) {
570                 int zspage_size;
571                 int waste, usedpc;
572
573                 zspage_size = i * PAGE_SIZE;
574                 waste = zspage_size % class_size;
575                 usedpc = (zspage_size - waste) * 100 / zspage_size;
576
577                 if (usedpc > max_usedpc) {
578                         max_usedpc = usedpc;
579                         max_usedpc_order = i;
580                 }
581         }
582
583         return max_usedpc_order;
584 }
585
586 /*
587  * A single 'zspage' is composed of many system pages which are
588  * linked together using fields in struct page. This function finds
589  * the first/head page, given any component page of a zspage.
590  */
591 static struct page *get_first_page(struct page *page)
592 {
593         if (is_first_page(page))
594                 return page;
595         else
596                 return page->first_page;
597 }
598
599 static struct page *get_next_page(struct page *page)
600 {
601         struct page *next;
602
603         if (is_last_page(page))
604                 next = NULL;
605         else if (is_first_page(page))
606                 next = (struct page *)page_private(page);
607         else
608                 next = list_entry(page->lru.next, struct page, lru);
609
610         return next;
611 }
612
613 /*
614  * Encode <page, obj_idx> as a single handle value.
615  * On hardware platforms with physical memory starting at 0x0 the pfn
616  * could be 0 so we ensure that the handle will never be 0 by adjusting the
617  * encoded obj_idx value before encoding.
618  */
619 static void *obj_location_to_handle(struct page *page, unsigned long obj_idx)
620 {
621         unsigned long handle;
622
623         if (!page) {
624                 BUG_ON(obj_idx);
625                 return NULL;
626         }
627
628         handle = page_to_pfn(page) << OBJ_INDEX_BITS;
629         handle |= ((obj_idx + 1) & OBJ_INDEX_MASK);
630
631         return (void *)handle;
632 }
633
634 /*
635  * Decode <page, obj_idx> pair from the given object handle. We adjust the
636  * decoded obj_idx back to its original value since it was adjusted in
637  * obj_location_to_handle().
638  */
639 static void obj_to_location(unsigned long handle, struct page **page,
640                                 unsigned long *obj_idx)
641 {
642         *page = pfn_to_page(handle >> OBJ_INDEX_BITS);
643         *obj_idx = (handle & OBJ_INDEX_MASK) - 1;
644 }
645
646 static unsigned long handle_to_obj(unsigned long handle)
647 {
648         return *(unsigned long *)handle;
649 }
650
651 static unsigned long obj_idx_to_offset(struct page *page,
652                                 unsigned long obj_idx, int class_size)
653 {
654         unsigned long off = 0;
655
656         if (!is_first_page(page))
657                 off = page->index;
658
659         return off + obj_idx * class_size;
660 }
661
662 static void reset_page(struct page *page)
663 {
664         clear_bit(PG_private, &page->flags);
665         clear_bit(PG_private_2, &page->flags);
666         set_page_private(page, 0);
667         page->mapping = NULL;
668         page->freelist = NULL;
669         page_mapcount_reset(page);
670 }
671
672 static void free_zspage(struct page *first_page)
673 {
674         struct page *nextp, *tmp, *head_extra;
675
676         BUG_ON(!is_first_page(first_page));
677         BUG_ON(first_page->inuse);
678
679         head_extra = (struct page *)page_private(first_page);
680
681         reset_page(first_page);
682         __free_page(first_page);
683
684         /* zspage with only 1 system page */
685         if (!head_extra)
686                 return;
687
688         list_for_each_entry_safe(nextp, tmp, &head_extra->lru, lru) {
689                 list_del(&nextp->lru);
690                 reset_page(nextp);
691                 __free_page(nextp);
692         }
693         reset_page(head_extra);
694         __free_page(head_extra);
695 }
696
697 /* Initialize a newly allocated zspage */
698 static void init_zspage(struct page *first_page, struct size_class *class)
699 {
700         unsigned long off = 0;
701         struct page *page = first_page;
702
703         BUG_ON(!is_first_page(first_page));
704         while (page) {
705                 struct page *next_page;
706                 struct link_free *link;
707                 unsigned int i = 1;
708                 void *vaddr;
709
710                 /*
711                  * page->index stores offset of first object starting
712                  * in the page. For the first page, this is always 0,
713                  * so we use first_page->index (aka ->freelist) to store
714                  * head of corresponding zspage's freelist.
715                  */
716                 if (page != first_page)
717                         page->index = off;
718
719                 vaddr = kmap_atomic(page);
720                 link = (struct link_free *)vaddr + off / sizeof(*link);
721
722                 while ((off += class->size) < PAGE_SIZE) {
723                         link->next = obj_location_to_handle(page, i++);
724                         link += class->size / sizeof(*link);
725                 }
726
727                 /*
728                  * We now come to the last (full or partial) object on this
729                  * page, which must point to the first object on the next
730                  * page (if present)
731                  */
732                 next_page = get_next_page(page);
733                 link->next = obj_location_to_handle(next_page, 0);
734                 kunmap_atomic(vaddr);
735                 page = next_page;
736                 off %= PAGE_SIZE;
737         }
738 }
739
740 /*
741  * Allocate a zspage for the given size class
742  */
743 static struct page *alloc_zspage(struct size_class *class, gfp_t flags)
744 {
745         int i, error;
746         struct page *first_page = NULL, *uninitialized_var(prev_page);
747
748         /*
749          * Allocate individual pages and link them together as:
750          * 1. first page->private = first sub-page
751          * 2. all sub-pages are linked together using page->lru
752          * 3. each sub-page is linked to the first page using page->first_page
753          *
754          * For each size class, First/Head pages are linked together using
755          * page->lru. Also, we set PG_private to identify the first page
756          * (i.e. no other sub-page has this flag set) and PG_private_2 to
757          * identify the last page.
758          */
759         error = -ENOMEM;
760         for (i = 0; i < class->pages_per_zspage; i++) {
761                 struct page *page;
762
763                 page = alloc_page(flags);
764                 if (!page)
765                         goto cleanup;
766
767                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
768                 if (i == 0) {   /* first page */
769                         SetPagePrivate(page);
770                         set_page_private(page, 0);
771                         first_page = page;
772                         first_page->inuse = 0;
773                 }
774                 if (i == 1)
775                         set_page_private(first_page, (unsigned long)page);
776                 if (i >= 1)
777                         page->first_page = first_page;
778                 if (i >= 2)
779                         list_add(&page->lru, &prev_page->lru);
780                 if (i == class->pages_per_zspage - 1)   /* last page */
781                         SetPagePrivate2(page);
782                 prev_page = page;
783         }
784
785         init_zspage(first_page, class);
786
787         first_page->freelist = obj_location_to_handle(first_page, 0);
788         /* Maximum number of objects we can store in this zspage */
789         first_page->objects = class->pages_per_zspage * PAGE_SIZE / class->size;
790
791         error = 0; /* Success */
792
793 cleanup:
794         if (unlikely(error) && first_page) {
795                 free_zspage(first_page);
796                 first_page = NULL;
797         }
798
799         return first_page;
800 }
801
802 static struct page *find_get_zspage(struct size_class *class)
803 {
804         int i;
805         struct page *page;
806
807         for (i = 0; i < _ZS_NR_FULLNESS_GROUPS; i++) {
808                 page = class->fullness_list[i];
809                 if (page)
810                         break;
811         }
812
813         return page;
814 }
815
816 #ifdef CONFIG_PGTABLE_MAPPING
817 static inline int __zs_cpu_up(struct mapping_area *area)
818 {
819         /*
820          * Make sure we don't leak memory if a cpu UP notification
821          * and zs_init() race and both call zs_cpu_up() on the same cpu
822          */
823         if (area->vm)
824                 return 0;
825         area->vm = alloc_vm_area(PAGE_SIZE * 2, NULL);
826         if (!area->vm)
827                 return -ENOMEM;
828         return 0;
829 }
830
831 static inline void __zs_cpu_down(struct mapping_area *area)
832 {
833         if (area->vm)
834                 free_vm_area(area->vm);
835         area->vm = NULL;
836 }
837
838 static inline void *__zs_map_object(struct mapping_area *area,
839                                 struct page *pages[2], int off, int size)
840 {
841         BUG_ON(map_vm_area(area->vm, PAGE_KERNEL, pages));
842         area->vm_addr = area->vm->addr;
843         return area->vm_addr + off;
844 }
845
846 static inline void __zs_unmap_object(struct mapping_area *area,
847                                 struct page *pages[2], int off, int size)
848 {
849         unsigned long addr = (unsigned long)area->vm_addr;
850
851         unmap_kernel_range(addr, PAGE_SIZE * 2);
852 }
853
854 #else /* CONFIG_PGTABLE_MAPPING */
855
856 static inline int __zs_cpu_up(struct mapping_area *area)
857 {
858         /*
859          * Make sure we don't leak memory if a cpu UP notification
860          * and zs_init() race and both call zs_cpu_up() on the same cpu
861          */
862         if (area->vm_buf)
863                 return 0;
864         area->vm_buf = kmalloc(ZS_MAX_ALLOC_SIZE, GFP_KERNEL);
865         if (!area->vm_buf)
866                 return -ENOMEM;
867         return 0;
868 }
869
870 static inline void __zs_cpu_down(struct mapping_area *area)
871 {
872         kfree(area->vm_buf);
873         area->vm_buf = NULL;
874 }
875
876 static void *__zs_map_object(struct mapping_area *area,
877                         struct page *pages[2], int off, int size)
878 {
879         int sizes[2];
880         void *addr;
881         char *buf = area->vm_buf;
882
883         /* disable page faults to match kmap_atomic() return conditions */
884         pagefault_disable();
885
886         /* no read fastpath */
887         if (area->vm_mm == ZS_MM_WO)
888                 goto out;
889
890         sizes[0] = PAGE_SIZE - off;
891         sizes[1] = size - sizes[0];
892
893         /* copy object to per-cpu buffer */
894         addr = kmap_atomic(pages[0]);
895         memcpy(buf, addr + off, sizes[0]);
896         kunmap_atomic(addr);
897         addr = kmap_atomic(pages[1]);
898         memcpy(buf + sizes[0], addr, sizes[1]);
899         kunmap_atomic(addr);
900 out:
901         return area->vm_buf;
902 }
903
904 static void __zs_unmap_object(struct mapping_area *area,
905                         struct page *pages[2], int off, int size)
906 {
907         int sizes[2];
908         void *addr;
909         char *buf;
910
911         /* no write fastpath */
912         if (area->vm_mm == ZS_MM_RO)
913                 goto out;
914
915         buf = area->vm_buf + ZS_HANDLE_SIZE;
916         size -= ZS_HANDLE_SIZE;
917         off += ZS_HANDLE_SIZE;
918
919         sizes[0] = PAGE_SIZE - off;
920         sizes[1] = size - sizes[0];
921
922         /* copy per-cpu buffer to object */
923         addr = kmap_atomic(pages[0]);
924         memcpy(addr + off, buf, sizes[0]);
925         kunmap_atomic(addr);
926         addr = kmap_atomic(pages[1]);
927         memcpy(addr, buf + sizes[0], sizes[1]);
928         kunmap_atomic(addr);
929
930 out:
931         /* enable page faults to match kunmap_atomic() return conditions */
932         pagefault_enable();
933 }
934
935 #endif /* CONFIG_PGTABLE_MAPPING */
936
937 static int zs_cpu_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action,
938                                 void *pcpu)
939 {
940         int ret, cpu = (long)pcpu;
941         struct mapping_area *area;
942
943         switch (action) {
944         case CPU_UP_PREPARE:
945                 area = &per_cpu(zs_map_area, cpu);
946                 ret = __zs_cpu_up(area);
947                 if (ret)
948                         return notifier_from_errno(ret);
949                 break;
950         case CPU_DEAD:
951         case CPU_UP_CANCELED:
952                 area = &per_cpu(zs_map_area, cpu);
953                 __zs_cpu_down(area);
954                 break;
955         }
956
957         return NOTIFY_OK;
958 }
959
960 static struct notifier_block zs_cpu_nb = {
961         .notifier_call = zs_cpu_notifier
962 };
963
964 static int zs_register_cpu_notifier(void)
965 {
966         int cpu, uninitialized_var(ret);
967
968         cpu_notifier_register_begin();
969
970         __register_cpu_notifier(&zs_cpu_nb);
971         for_each_online_cpu(cpu) {
972                 ret = zs_cpu_notifier(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
973                 if (notifier_to_errno(ret))
974                         break;
975         }
976
977         cpu_notifier_register_done();
978         return notifier_to_errno(ret);
979 }
980
981 static void zs_unregister_cpu_notifier(void)
982 {
983         int cpu;
984
985         cpu_notifier_register_begin();
986
987         for_each_online_cpu(cpu)
988                 zs_cpu_notifier(NULL, CPU_DEAD, (void *)(long)cpu);
989         __unregister_cpu_notifier(&zs_cpu_nb);
990
991         cpu_notifier_register_done();
992 }
993
994 static void init_zs_size_classes(void)
995 {
996         int nr;
997
998         nr = (ZS_MAX_ALLOC_SIZE - ZS_MIN_ALLOC_SIZE) / ZS_SIZE_CLASS_DELTA + 1;
999         if ((ZS_MAX_ALLOC_SIZE - ZS_MIN_ALLOC_SIZE) % ZS_SIZE_CLASS_DELTA)
1000                 nr += 1;
1001
1002         zs_size_classes = nr;
1003 }
1004
1005 static unsigned int get_maxobj_per_zspage(int size, int pages_per_zspage)
1006 {
1007         return pages_per_zspage * PAGE_SIZE / size;
1008 }
1009
1010 static bool can_merge(struct size_class *prev, int size, int pages_per_zspage)
1011 {
1012         if (prev->pages_per_zspage != pages_per_zspage)
1013                 return false;
1014
1015         if (get_maxobj_per_zspage(prev->size, prev->pages_per_zspage)
1016                 != get_maxobj_per_zspage(size, pages_per_zspage))
1017                 return false;
1018
1019         return true;
1020 }
1021
1022 #ifdef CONFIG_ZSMALLOC_STAT
1023
1024 static inline void zs_stat_inc(struct size_class *class,
1025                                 enum zs_stat_type type, unsigned long cnt)
1026 {
1027         class->stats.objs[type] += cnt;
1028 }
1029
1030 static inline void zs_stat_dec(struct size_class *class,
1031                                 enum zs_stat_type type, unsigned long cnt)
1032 {
1033         class->stats.objs[type] -= cnt;
1034 }
1035
1036 static inline unsigned long zs_stat_get(struct size_class *class,
1037                                 enum zs_stat_type type)
1038 {
1039         return class->stats.objs[type];
1040 }
1041
1042 static int __init zs_stat_init(void)
1043 {
1044         if (!debugfs_initialized())
1045                 return -ENODEV;
1046
1047         zs_stat_root = debugfs_create_dir("zsmalloc", NULL);
1048         if (!zs_stat_root)
1049                 return -ENOMEM;
1050
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 static void __exit zs_stat_exit(void)
1055 {
1056         debugfs_remove_recursive(zs_stat_root);
1057 }
1058
1059 static int zs_stats_size_show(struct seq_file *s, void *v)
1060 {
1061         int i;
1062         struct zs_pool *pool = s->private;
1063         struct size_class *class;
1064         int objs_per_zspage;
1065         unsigned long obj_allocated, obj_used, pages_used;
1066         unsigned long total_objs = 0, total_used_objs = 0, total_pages = 0;
1067
1068         seq_printf(s, " %5s %5s %13s %10s %10s\n", "class", "size",
1069                                 "obj_allocated", "obj_used", "pages_used");
1070
1071         for (i = 0; i < zs_size_classes; i++) {
1072                 class = pool->size_class[i];
1073
1074                 if (class->index != i)
1075                         continue;
1076
1077                 spin_lock(&class->lock);
1078                 obj_allocated = zs_stat_get(class, OBJ_ALLOCATED);
1079                 obj_used = zs_stat_get(class, OBJ_USED);
1080                 spin_unlock(&class->lock);
1081
1082                 objs_per_zspage = get_maxobj_per_zspage(class->size,
1083                                 class->pages_per_zspage);
1084                 pages_used = obj_allocated / objs_per_zspage *
1085                                 class->pages_per_zspage;
1086
1087                 seq_printf(s, " %5u %5u    %10lu %10lu %10lu\n", i,
1088                         class->size, obj_allocated, obj_used, pages_used);
1089
1090                 total_objs += obj_allocated;
1091                 total_used_objs += obj_used;
1092                 total_pages += pages_used;
1093         }
1094
1095         seq_puts(s, "\n");
1096         seq_printf(s, " %5s %5s    %10lu %10lu %10lu\n", "Total", "",
1097                         total_objs, total_used_objs, total_pages);
1098
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 static int zs_stats_size_open(struct inode *inode, struct file *file)
1103 {
1104         return single_open(file, zs_stats_size_show, inode->i_private);
1105 }
1106
1107 static const struct file_operations zs_stat_size_ops = {
1108         .open           = zs_stats_size_open,
1109         .read           = seq_read,
1110         .llseek         = seq_lseek,
1111         .release        = single_release,
1112 };
1113
1114 static int zs_pool_stat_create(char *name, struct zs_pool *pool)
1115 {
1116         struct dentry *entry;
1117
1118         if (!zs_stat_root)
1119                 return -ENODEV;
1120
1121         entry = debugfs_create_dir(name, zs_stat_root);
1122         if (!entry) {
1123                 pr_warn("debugfs dir <%s> creation failed\n", name);
1124                 return -ENOMEM;
1125         }
1126         pool->stat_dentry = entry;
1127
1128         entry = debugfs_create_file("obj_in_classes", S_IFREG | S_IRUGO,
1129                         pool->stat_dentry, pool, &zs_stat_size_ops);
1130         if (!entry) {
1131                 pr_warn("%s: debugfs file entry <%s> creation failed\n",
1132                                 name, "obj_in_classes");
1133                 return -ENOMEM;
1134         }
1135
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 static void zs_pool_stat_destroy(struct zs_pool *pool)
1140 {
1141         debugfs_remove_recursive(pool->stat_dentry);
1142 }
1143
1144 #else /* CONFIG_ZSMALLOC_STAT */
1145
1146 static inline void zs_stat_inc(struct size_class *class,
1147                                 enum zs_stat_type type, unsigned long cnt)
1148 {
1149 }
1150
1151 static inline void zs_stat_dec(struct size_class *class,
1152                                 enum zs_stat_type type, unsigned long cnt)
1153 {
1154 }
1155
1156 static inline unsigned long zs_stat_get(struct size_class *class,
1157                                 enum zs_stat_type type)
1158 {
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static int __init zs_stat_init(void)
1163 {
1164         return 0;
1165 }
1166
1167 static void __exit zs_stat_exit(void)
1168 {
1169 }
1170
1171 static inline int zs_pool_stat_create(char *name, struct zs_pool *pool)
1172 {
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static inline void zs_pool_stat_destroy(struct zs_pool *pool)
1177 {
1178 }
1179
1180 #endif
1181
1182 unsigned long zs_get_total_pages(struct zs_pool *pool)
1183 {
1184         return atomic_long_read(&pool->pages_allocated);
1185 }
1186 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_get_total_pages);
1187
1188 /**
1189  * zs_map_object - get address of allocated object from handle.
1190  * @pool: pool from which the object was allocated
1191  * @handle: handle returned from zs_malloc
1192  *
1193  * Before using an object allocated from zs_malloc, it must be mapped using
1194  * this function. When done with the object, it must be unmapped using
1195  * zs_unmap_object.
1196  *
1197  * Only one object can be mapped per cpu at a time. There is no protection
1198  * against nested mappings.
1199  *
1200  * This function returns with preemption and page faults disabled.
1201  */
1202 void *zs_map_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle,
1203                         enum zs_mapmode mm)
1204 {
1205         struct page *page;
1206         unsigned long obj, obj_idx, off;
1207
1208         unsigned int class_idx;
1209         enum fullness_group fg;
1210         struct size_class *class;
1211         struct mapping_area *area;
1212         struct page *pages[2];
1213         void *ret;
1214
1215         BUG_ON(!handle);
1216
1217         /*
1218          * Because we use per-cpu mapping areas shared among the
1219          * pools/users, we can't allow mapping in interrupt context
1220          * because it can corrupt another users mappings.
1221          */
1222         BUG_ON(in_interrupt());
1223
1224         obj = handle_to_obj(handle);
1225         obj_to_location(obj, &page, &obj_idx);
1226         get_zspage_mapping(get_first_page(page), &class_idx, &fg);
1227         class = pool->size_class[class_idx];
1228         off = obj_idx_to_offset(page, obj_idx, class->size);
1229
1230         area = &get_cpu_var(zs_map_area);
1231         area->vm_mm = mm;
1232         if (off + class->size <= PAGE_SIZE) {
1233                 /* this object is contained entirely within a page */
1234                 area->vm_addr = kmap_atomic(page);
1235                 ret = area->vm_addr + off;
1236                 goto out;
1237         }
1238
1239         /* this object spans two pages */
1240         pages[0] = page;
1241         pages[1] = get_next_page(page);
1242         BUG_ON(!pages[1]);
1243
1244         ret = __zs_map_object(area, pages, off, class->size);
1245 out:
1246         return ret + ZS_HANDLE_SIZE;
1247 }
1248 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_map_object);
1249
1250 void zs_unmap_object(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
1251 {
1252         struct page *page;
1253         unsigned long obj, obj_idx, off;
1254
1255         unsigned int class_idx;
1256         enum fullness_group fg;
1257         struct size_class *class;
1258         struct mapping_area *area;
1259
1260         BUG_ON(!handle);
1261
1262         obj = handle_to_obj(handle);
1263         obj_to_location(obj, &page, &obj_idx);
1264         get_zspage_mapping(get_first_page(page), &class_idx, &fg);
1265         class = pool->size_class[class_idx];
1266         off = obj_idx_to_offset(page, obj_idx, class->size);
1267
1268         area = this_cpu_ptr(&zs_map_area);
1269         if (off + class->size <= PAGE_SIZE)
1270                 kunmap_atomic(area->vm_addr);
1271         else {
1272                 struct page *pages[2];
1273
1274                 pages[0] = page;
1275                 pages[1] = get_next_page(page);
1276                 BUG_ON(!pages[1]);
1277
1278                 __zs_unmap_object(area, pages, off, class->size);
1279         }
1280         put_cpu_var(zs_map_area);
1281 }
1282 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_unmap_object);
1283
1284 /**
1285  * zs_malloc - Allocate block of given size from pool.
1286  * @pool: pool to allocate from
1287  * @size: size of block to allocate
1288  *
1289  * On success, handle to the allocated object is returned,
1290  * otherwise 0.
1291  * Allocation requests with size > ZS_MAX_ALLOC_SIZE will fail.
1292  */
1293 unsigned long zs_malloc(struct zs_pool *pool, size_t size)
1294 {
1295         unsigned long handle, obj;
1296         struct link_free *link;
1297         struct size_class *class;
1298         void *vaddr;
1299
1300         struct page *first_page, *m_page;
1301         unsigned long m_objidx, m_offset;
1302
1303         if (unlikely(!size || (size + ZS_HANDLE_SIZE) > ZS_MAX_ALLOC_SIZE))
1304                 return 0;
1305
1306         handle = alloc_handle(pool);
1307         if (!handle)
1308                 return 0;
1309
1310         /* extra space in chunk to keep the handle */
1311         size += ZS_HANDLE_SIZE;
1312         class = pool->size_class[get_size_class_index(size)];
1313
1314         spin_lock(&class->lock);
1315         first_page = find_get_zspage(class);
1316
1317         if (!first_page) {
1318                 spin_unlock(&class->lock);
1319                 first_page = alloc_zspage(class, pool->flags);
1320                 if (unlikely(!first_page)) {
1321                         free_handle(pool, handle);
1322                         return 0;
1323                 }
1324
1325                 set_zspage_mapping(first_page, class->index, ZS_EMPTY);
1326                 atomic_long_add(class->pages_per_zspage,
1327                                         &pool->pages_allocated);
1328
1329                 spin_lock(&class->lock);
1330                 zs_stat_inc(class, OBJ_ALLOCATED, get_maxobj_per_zspage(
1331                                 class->size, class->pages_per_zspage));
1332         }
1333
1334         obj = (unsigned long)first_page->freelist;
1335         obj_to_location(obj, &m_page, &m_objidx);
1336         m_offset = obj_idx_to_offset(m_page, m_objidx, class->size);
1337
1338         vaddr = kmap_atomic(m_page);
1339         link = (struct link_free *)vaddr + m_offset / sizeof(*link);
1340         first_page->freelist = link->next;
1341
1342         /* record handle in the header of allocated chunk */
1343         link->handle = handle;
1344         kunmap_atomic(vaddr);
1345
1346         first_page->inuse++;
1347         zs_stat_inc(class, OBJ_USED, 1);
1348         /* Now move the zspage to another fullness group, if required */
1349         fix_fullness_group(pool, first_page);
1350         record_obj(handle, obj);
1351         spin_unlock(&class->lock);
1352
1353         return handle;
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_malloc);
1356
1357 void zs_free(struct zs_pool *pool, unsigned long handle)
1358 {
1359         struct link_free *link;
1360         struct page *first_page, *f_page;
1361         unsigned long obj, f_objidx, f_offset;
1362         void *vaddr;
1363
1364         int class_idx;
1365         struct size_class *class;
1366         enum fullness_group fullness;
1367
1368         if (unlikely(!handle))
1369                 return;
1370
1371         obj = handle_to_obj(handle);
1372         free_handle(pool, handle);
1373         obj_to_location(obj, &f_page, &f_objidx);
1374         first_page = get_first_page(f_page);
1375
1376         get_zspage_mapping(first_page, &class_idx, &fullness);
1377         class = pool->size_class[class_idx];
1378         f_offset = obj_idx_to_offset(f_page, f_objidx, class->size);
1379
1380         spin_lock(&class->lock);
1381
1382         /* Insert this object in containing zspage's freelist */
1383         vaddr = kmap_atomic(f_page);
1384         link = (struct link_free *)(vaddr + f_offset);
1385         link->next = first_page->freelist;
1386         kunmap_atomic(vaddr);
1387         first_page->freelist = (void *)obj;
1388
1389         first_page->inuse--;
1390         fullness = fix_fullness_group(pool, first_page);
1391
1392         zs_stat_dec(class, OBJ_USED, 1);
1393         if (fullness == ZS_EMPTY)
1394                 zs_stat_dec(class, OBJ_ALLOCATED, get_maxobj_per_zspage(
1395                                 class->size, class->pages_per_zspage));
1396
1397         spin_unlock(&class->lock);
1398
1399         if (fullness == ZS_EMPTY) {
1400                 atomic_long_sub(class->pages_per_zspage,
1401                                 &pool->pages_allocated);
1402                 free_zspage(first_page);
1403         }
1404 }
1405 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_free);
1406
1407 /**
1408  * zs_create_pool - Creates an allocation pool to work from.
1409  * @flags: allocation flags used to allocate pool metadata
1410  *
1411  * This function must be called before anything when using
1412  * the zsmalloc allocator.
1413  *
1414  * On success, a pointer to the newly created pool is returned,
1415  * otherwise NULL.
1416  */
1417 struct zs_pool *zs_create_pool(char *name, gfp_t flags)
1418 {
1419         int i;
1420         struct zs_pool *pool;
1421         struct size_class *prev_class = NULL;
1422
1423         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
1424         if (!pool)
1425                 return NULL;
1426
1427         pool->size_class = kcalloc(zs_size_classes, sizeof(struct size_class *),
1428                         GFP_KERNEL);
1429         if (!pool->size_class) {
1430                 kfree(pool);
1431                 return NULL;
1432         }
1433
1434         pool->name = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
1435         if (!pool->name)
1436                 goto err;
1437
1438         if (create_handle_cache(pool))
1439                 goto err;
1440
1441         /*
1442          * Iterate reversly, because, size of size_class that we want to use
1443          * for merging should be larger or equal to current size.
1444          */
1445         for (i = zs_size_classes - 1; i >= 0; i--) {
1446                 int size;
1447                 int pages_per_zspage;
1448                 struct size_class *class;
1449
1450                 size = ZS_MIN_ALLOC_SIZE + i * ZS_SIZE_CLASS_DELTA;
1451                 if (size > ZS_MAX_ALLOC_SIZE)
1452                         size = ZS_MAX_ALLOC_SIZE;
1453                 pages_per_zspage = get_pages_per_zspage(size);
1454
1455                 /*
1456                  * size_class is used for normal zsmalloc operation such
1457                  * as alloc/free for that size. Although it is natural that we
1458                  * have one size_class for each size, there is a chance that we
1459                  * can get more memory utilization if we use one size_class for
1460                  * many different sizes whose size_class have same
1461                  * characteristics. So, we makes size_class point to
1462                  * previous size_class if possible.
1463                  */
1464                 if (prev_class) {
1465                         if (can_merge(prev_class, size, pages_per_zspage)) {
1466                                 pool->size_class[i] = prev_class;
1467                                 continue;
1468                         }
1469                 }
1470
1471                 class = kzalloc(sizeof(struct size_class), GFP_KERNEL);
1472                 if (!class)
1473                         goto err;
1474
1475                 class->size = size;
1476                 class->index = i;
1477                 class->pages_per_zspage = pages_per_zspage;
1478                 spin_lock_init(&class->lock);
1479                 pool->size_class[i] = class;
1480
1481                 prev_class = class;
1482         }
1483
1484         pool->flags = flags;
1485
1486         if (zs_pool_stat_create(name, pool))
1487                 goto err;
1488
1489         return pool;
1490
1491 err:
1492         zs_destroy_pool(pool);
1493         return NULL;
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_create_pool);
1496
1497 void zs_destroy_pool(struct zs_pool *pool)
1498 {
1499         int i;
1500
1501         zs_pool_stat_destroy(pool);
1502
1503         for (i = 0; i < zs_size_classes; i++) {
1504                 int fg;
1505                 struct size_class *class = pool->size_class[i];
1506
1507                 if (!class)
1508                         continue;
1509
1510                 if (class->index != i)
1511                         continue;
1512
1513                 for (fg = 0; fg < _ZS_NR_FULLNESS_GROUPS; fg++) {
1514                         if (class->fullness_list[fg]) {
1515                                 pr_info("Freeing non-empty class with size %db, fullness group %d\n",
1516                                         class->size, fg);
1517                         }
1518                 }
1519                 kfree(class);
1520         }
1521
1522         destroy_handle_cache(pool);
1523         kfree(pool->size_class);
1524         kfree(pool->name);
1525         kfree(pool);
1526 }
1527 EXPORT_SYMBOL_GPL(zs_destroy_pool);
1528
1529 static int __init zs_init(void)
1530 {
1531         int ret = zs_register_cpu_notifier();
1532
1533         if (ret)
1534                 goto notifier_fail;
1535
1536         init_zs_size_classes();
1537
1538 #ifdef CONFIG_ZPOOL
1539         zpool_register_driver(&zs_zpool_driver);
1540 #endif
1541
1542         ret = zs_stat_init();
1543         if (ret) {
1544                 pr_err("zs stat initialization failed\n");
1545                 goto stat_fail;
1546         }
1547         return 0;
1548
1549 stat_fail:
1550 #ifdef CONFIG_ZPOOL
1551         zpool_unregister_driver(&zs_zpool_driver);
1552 #endif
1553 notifier_fail:
1554         zs_unregister_cpu_notifier();
1555
1556         return ret;
1557 }
1558
1559 static void __exit zs_exit(void)
1560 {
1561 #ifdef CONFIG_ZPOOL
1562         zpool_unregister_driver(&zs_zpool_driver);
1563 #endif
1564         zs_unregister_cpu_notifier();
1565
1566         zs_stat_exit();
1567 }
1568
1569 module_init(zs_init);
1570 module_exit(zs_exit);
1571
1572 MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
1573 MODULE_AUTHOR("Nitin Gupta <ngupta@vflare.org>");