Pileus Git - ~andy/linux/blob - include/linux/slub_def.h

   1 #ifndef _LINUX_SLUB_DEF_H
   2 #define _LINUX_SLUB_DEF_H
   3
   4 /*
   5  * SLUB : A Slab allocator without object queues.
   6  *
   7  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
   8  */
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/gfp.h>
  11 #include <linux/bug.h>
  12 #include <linux/workqueue.h>
  13 #include <linux/kobject.h>
  14
  15 #include <linux/kmemleak.h>
  16
  17 enum stat_item {
  18         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
  19         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
  20         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slub */
  21         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
  22         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
  23         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
  24         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
  25         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from partial list */
  26         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
  27         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
  28         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
  29         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
  30         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
  31         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
  32         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
  33         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
  34         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
  35         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
  36         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
  37         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
  38         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failure of this_cpu_cmpxchg_double */
  39         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Number of times that cmpxchg double did not match */
  40         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
  41         CPU_PARTIAL_FREE,       /* USed cpu partial on free */
  42         NR_SLUB_STAT_ITEMS };
  43
  44 struct kmem_cache_cpu {
  45         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
  46         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
  47         struct page *page;      /* The slab from which we are allocating */
  48         struct page *partial;   /* Partially allocated frozen slabs */
  49         int node;               /* The node of the page (or -1 for debug) */
  50 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
  51         unsigned stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
  52 #endif
  53 };
  54
  55 struct kmem_cache_node {
  56         spinlock_t list_lock;   /* Protect partial list and nr_partial */
  57         unsigned long nr_partial;
  58         struct list_head partial;
  59 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
  60         atomic_long_t nr_slabs;
  61         atomic_long_t total_objects;
  62         struct list_head full;
  63 #endif
  64 };
  65
  66 /*
  67  * Word size structure that can be atomically updated or read and that
  68  * contains both the order and the number of objects that a slab of the
  69  * given order would contain.
  70  */
  71 struct kmem_cache_order_objects {
  72         unsigned long x;
  73 };
  74
  75 /*
  76  * Slab cache management.
  77  */
  78 struct kmem_cache {
  79         struct kmem_cache_cpu __percpu *cpu_slab;
  80         /* Used for retriving partial slabs etc */
  81         unsigned long flags;
  82         unsigned long min_partial;
  83         int size;               /* The size of an object including meta data */
  84         int objsize;            /* The size of an object without meta data */
  85         int offset;             /* Free pointer offset. */
  86         int cpu_partial;        /* Number of per cpu partial objects to keep around */
  87         struct kmem_cache_order_objects oo;
  88
  89         /* Allocation and freeing of slabs */
  90         struct kmem_cache_order_objects max;
  91         struct kmem_cache_order_objects min;
  92         gfp_t allocflags;       /* gfp flags to use on each alloc */
  93         int refcount;           /* Refcount for slab cache destroy */
  94         void (*ctor)(void *);
  95         int inuse;              /* Offset to metadata */
  96         int align;              /* Alignment */
  97         int reserved;           /* Reserved bytes at the end of slabs */
  98         const char *name;       /* Name (only for display!) */
  99         struct list_head list;  /* List of slab caches */
 100 #ifdef CONFIG_SYSFS
 101         struct kobject kobj;    /* For sysfs */
 102 #endif
 103
 104 #ifdef CONFIG_NUMA
 105         /*
 106          * Defragmentation by allocating from a remote node.
 107          */
 108         int remote_node_defrag_ratio;
 109 #endif
 110         struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
 111 };
 112
 113 /*
 114  * Kmalloc subsystem.
 115  */
 116 #if defined(ARCH_DMA_MINALIGN) && ARCH_DMA_MINALIGN > 8
 117 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_DMA_MINALIGN
 118 #else
 119 #define KMALLOC_MIN_SIZE 8
 120 #endif
 121
 122 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
 123
 124 /*
 125  * Maximum kmalloc object size handled by SLUB. Larger object allocations
 126  * are passed through to the page allocator. The page allocator "fastpath"
 127  * is relatively slow so we need this value sufficiently high so that
 128  * performance critical objects are allocated through the SLUB fastpath.
 129  *
 130  * This should be dropped to PAGE_SIZE / 2 once the page allocator
 131  * "fastpath" becomes competitive with the slab allocator fastpaths.
 132  */
 133 #define SLUB_MAX_SIZE (2 * PAGE_SIZE)
 134
 135 #define SLUB_PAGE_SHIFT (PAGE_SHIFT + 2)
 136
 137 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 138 #define SLUB_DMA __GFP_DMA
 139 #else
 140 /* Disable DMA functionality */
 141 #define SLUB_DMA (__force gfp_t)0
 142 #endif
 143
 144 /*
 145  * We keep the general caches in an array of slab caches that are used for
 146  * 2^x bytes of allocations.
 147  */
 148 extern struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
 149
 150 /*
 151  * Sorry that the following has to be that ugly but some versions of GCC
 152  * have trouble with constant propagation and loops.
 153  */
 154 static __always_inline int kmalloc_index(size_t size)
 155 {
 156         if (!size)
 157                 return 0;
 158
 159         if (size <= KMALLOC_MIN_SIZE)
 160                 return KMALLOC_SHIFT_LOW;
 161
 162         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && size > 64 && size <= 96)
 163                 return 1;
 164         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && size > 128 && size <= 192)
 165                 return 2;
 166         if (size <=          8) return 3;
 167         if (size <=         16) return 4;
 168         if (size <=         32) return 5;
 169         if (size <=         64) return 6;
 170         if (size <=        128) return 7;
 171         if (size <=        256) return 8;
 172         if (size <=        512) return 9;
 173         if (size <=       1024) return 10;
 174         if (size <=   2 * 1024) return 11;
 175         if (size <=   4 * 1024) return 12;
 176 /*
 177  * The following is only needed to support architectures with a larger page
 178  * size than 4k. We need to support 2 * PAGE_SIZE here. So for a 64k page
 179  * size we would have to go up to 128k.
 180  */
 181         if (size <=   8 * 1024) return 13;
 182         if (size <=  16 * 1024) return 14;
 183         if (size <=  32 * 1024) return 15;
 184         if (size <=  64 * 1024) return 16;
 185         if (size <= 128 * 1024) return 17;
 186         if (size <= 256 * 1024) return 18;
 187         if (size <= 512 * 1024) return 19;
 188         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
 189         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
 190         BUG();
 191         return -1; /* Will never be reached */
 192
 193 /*
 194  * What we really wanted to do and cannot do because of compiler issues is:
 195  *      int i;
 196  *      for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
 197  *              if (size <= (1 << i))
 198  *                      return i;
 199  */
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Find the slab cache for a given combination of allocation flags and size.
 204  *
 205  * This ought to end up with a global pointer to the right cache
 206  * in kmalloc_caches.
 207  */
 208 static __always_inline struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size)
 209 {
 210         int index = kmalloc_index(size);
 211
 212         if (index == 0)
 213                 return NULL;
 214
 215         return kmalloc_caches[index];
 216 }
 217
 218 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
 219 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
 220
 221 static __always_inline void *
 222 kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
 223 {
 224         void *ret = (void *) __get_free_pages(flags | __GFP_COMP, order);
 225         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
 226         return ret;
 227 }
 228
 229 /**
 230  * Calling this on allocated memory will check that the memory
 231  * is expected to be in use, and print warnings if not.
 232  */
 233 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
 234 extern bool verify_mem_not_deleted(const void *x);
 235 #else
 236 static inline bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
 237 {
 238         return true;
 239 }
 240 #endif
 241
 242 #ifdef CONFIG_TRACING
 243 extern void *
 244 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size);
 245 extern void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order);
 246 #else
 247 static __always_inline void *
 248 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
 249 {
 250         return kmem_cache_alloc(s, gfpflags);
 251 }
 252
 253 static __always_inline void *
 254 kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
 255 {
 256         return kmalloc_order(size, flags, order);
 257 }
 258 #endif
 259
 260 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
 261 {
 262         unsigned int order = get_order(size);
 263         return kmalloc_order_trace(size, flags, order);
 264 }
 265
 266 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
 267 {
 268         if (__builtin_constant_p(size)) {
 269                 if (size > SLUB_MAX_SIZE)
 270                         return kmalloc_large(size, flags);
 271
 272                 if (!(flags & SLUB_DMA)) {
 273                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
 274
 275                         if (!s)
 276                                 return ZERO_SIZE_PTR;
 277
 278                         return kmem_cache_alloc_trace(s, flags, size);
 279                 }
 280         }
 281         return __kmalloc(size, flags);
 282 }
 283
 284 #ifdef CONFIG_NUMA
 285 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
 286 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node);
 287
 288 #ifdef CONFIG_TRACING
 289 extern void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
 290                                            gfp_t gfpflags,
 291                                            int node, size_t size);
 292 #else
 293 static __always_inline void *
 294 kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
 295                               gfp_t gfpflags,
 296                               int node, size_t size)
 297 {
 298         return kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node);
 299 }
 300 #endif
 301
 302 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 303 {
 304         if (__builtin_constant_p(size) &&
 305                 size <= SLUB_MAX_SIZE && !(flags & SLUB_DMA)) {
 306                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
 307
 308                 if (!s)
 309                         return ZERO_SIZE_PTR;
 310
 311                 return kmem_cache_alloc_node_trace(s, flags, node, size);
 312         }
 313         return __kmalloc_node(size, flags, node);
 314 }
 315 #endif
 316
 317 #endif /* _LINUX_SLUB_DEF_H */