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 <clameter@sgi.com>
   8  */
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/gfp.h>
  11 #include <linux/workqueue.h>
  12 #include <linux/kobject.h>
  13
  14 enum stat_item {
  15         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
  16         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
  17         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slub */
  18         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
  19         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
  20         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
  21         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
  22         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from partial list */
  23         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
  24         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
  25         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
  26         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
  27         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
  28         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
  29         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
  30         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
  31         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
  32         NR_SLUB_STAT_ITEMS };
  33
  34 struct kmem_cache_cpu {
  35         void **freelist;        /* Pointer to first free per cpu object */
  36         struct page *page;      /* The slab from which we are allocating */
  37         int node;               /* The node of the page (or -1 for debug) */
  38         unsigned int offset;    /* Freepointer offset (in word units) */
  39         unsigned int objsize;   /* Size of an object (from kmem_cache) */
  40 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
  41         unsigned stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
  42 #endif
  43 };
  44
  45 struct kmem_cache_node {
  46         spinlock_t list_lock;   /* Protect partial list and nr_partial */
  47         unsigned long nr_partial;
  48         struct list_head partial;
  49 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
  50         atomic_long_t nr_slabs;
  51         atomic_long_t total_objects;
  52         struct list_head full;
  53 #endif
  54 };
  55
  56 /*
  57  * Word size structure that can be atomically updated or read and that
  58  * contains both the order and the number of objects that a slab of the
  59  * given order would contain.
  60  */
  61 struct kmem_cache_order_objects {
  62         unsigned long x;
  63 };
  64
  65 /*
  66  * Slab cache management.
  67  */
  68 struct kmem_cache {
  69         /* Used for retriving partial slabs etc */
  70         unsigned long flags;
  71         int size;               /* The size of an object including meta data */
  72         int objsize;            /* The size of an object without meta data */
  73         int offset;             /* Free pointer offset. */
  74         struct kmem_cache_order_objects oo;
  75
  76         /*
  77          * Avoid an extra cache line for UP, SMP and for the node local to
  78          * struct kmem_cache.
  79          */
  80         struct kmem_cache_node local_node;
  81
  82         /* Allocation and freeing of slabs */
  83         struct kmem_cache_order_objects max;
  84         gfp_t allocflags;       /* gfp flags to use on each alloc */
  85         int refcount;           /* Refcount for slab cache destroy */
  86         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *);
  87         int inuse;              /* Offset to metadata */
  88         int align;              /* Alignment */
  89         const char *name;       /* Name (only for display!) */
  90         struct list_head list;  /* List of slab caches */
  91 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
  92         struct kobject kobj;    /* For sysfs */
  93 #endif
  94
  95 #ifdef CONFIG_NUMA
  96         /*
  97          * Defragmentation by allocating from a remote node.
  98          */
  99         int remote_node_defrag_ratio;
 100         struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
 101 #endif
 102 #ifdef CONFIG_SMP
 103         struct kmem_cache_cpu *cpu_slab[NR_CPUS];
 104 #else
 105         struct kmem_cache_cpu cpu_slab;
 106 #endif
 107 };
 108
 109 /*
 110  * Kmalloc subsystem.
 111  */
 112 #if defined(ARCH_KMALLOC_MINALIGN) && ARCH_KMALLOC_MINALIGN > 8
 113 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_KMALLOC_MINALIGN
 114 #else
 115 #define KMALLOC_MIN_SIZE 8
 116 #endif
 117
 118 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
 119
 120 /*
 121  * We keep the general caches in an array of slab caches that are used for
 122  * 2^x bytes of allocations.
 123  */
 124 extern struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1];
 125
 126 /*
 127  * Sorry that the following has to be that ugly but some versions of GCC
 128  * have trouble with constant propagation and loops.
 129  */
 130 static __always_inline int kmalloc_index(size_t size)
 131 {
 132         if (!size)
 133                 return 0;
 134
 135         if (size <= KMALLOC_MIN_SIZE)
 136                 return KMALLOC_SHIFT_LOW;
 137
 138         if (size > 64 && size <= 96)
 139                 return 1;
 140         if (size > 128 && size <= 192)
 141                 return 2;
 142         if (size <=          8) return 3;
 143         if (size <=         16) return 4;
 144         if (size <=         32) return 5;
 145         if (size <=         64) return 6;
 146         if (size <=        128) return 7;
 147         if (size <=        256) return 8;
 148         if (size <=        512) return 9;
 149         if (size <=       1024) return 10;
 150         if (size <=   2 * 1024) return 11;
 151         if (size <=   4 * 1024) return 12;
 152 /*
 153  * The following is only needed to support architectures with a larger page
 154  * size than 4k.
 155  */
 156         if (size <=   8 * 1024) return 13;
 157         if (size <=  16 * 1024) return 14;
 158         if (size <=  32 * 1024) return 15;
 159         if (size <=  64 * 1024) return 16;
 160         if (size <= 128 * 1024) return 17;
 161         if (size <= 256 * 1024) return 18;
 162         if (size <= 512 * 1024) return 19;
 163         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
 164         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
 165         return -1;
 166
 167 /*
 168  * What we really wanted to do and cannot do because of compiler issues is:
 169  *      int i;
 170  *      for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
 171  *              if (size <= (1 << i))
 172  *                      return i;
 173  */
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Find the slab cache for a given combination of allocation flags and size.
 178  *
 179  * This ought to end up with a global pointer to the right cache
 180  * in kmalloc_caches.
 181  */
 182 static __always_inline struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size)
 183 {
 184         int index = kmalloc_index(size);
 185
 186         if (index == 0)
 187                 return NULL;
 188
 189         return &kmalloc_caches[index];
 190 }
 191
 192 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 193 #define SLUB_DMA __GFP_DMA
 194 #else
 195 /* Disable DMA functionality */
 196 #define SLUB_DMA (__force gfp_t)0
 197 #endif
 198
 199 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
 200 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
 201
 202 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
 203 {
 204         return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP, get_order(size));
 205 }
 206
 207 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
 208 {
 209         if (__builtin_constant_p(size)) {
 210                 if (size > PAGE_SIZE)
 211                         return kmalloc_large(size, flags);
 212
 213                 if (!(flags & SLUB_DMA)) {
 214                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
 215
 216                         if (!s)
 217                                 return ZERO_SIZE_PTR;
 218
 219                         return kmem_cache_alloc(s, flags);
 220                 }
 221         }
 222         return __kmalloc(size, flags);
 223 }
 224
 225 #ifdef CONFIG_NUMA
 226 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
 227 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node);
 228
 229 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 230 {
 231         if (__builtin_constant_p(size) &&
 232                 size <= PAGE_SIZE && !(flags & SLUB_DMA)) {
 233                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
 234
 235                 if (!s)
 236                         return ZERO_SIZE_PTR;
 237
 238                 return kmem_cache_alloc_node(s, flags, node);
 239         }
 240         return __kmalloc_node(size, flags, node);
 241 }
 242 #endif
 243
 244 #endif /* _LINUX_SLUB_DEF_H */