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