block: get rid of elv_insert() interface
[linux-2.6.git] / 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         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failure of this_cpu_cmpxchg_double */
36         NR_SLUB_STAT_ITEMS };
37
38 struct kmem_cache_cpu {
39         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
40 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
41         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
42 #endif
43         struct page *page;      /* The slab from which we are allocating */
44         int node;               /* The node of the page (or -1 for debug) */
45 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
46         unsigned stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
47 #endif
48 };
49
50 struct kmem_cache_node {
51         spinlock_t list_lock;   /* Protect partial list and nr_partial */
52         unsigned long nr_partial;
53         struct list_head partial;
54 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
55         atomic_long_t nr_slabs;
56         atomic_long_t total_objects;
57         struct list_head full;
58 #endif
59 };
60
61 /*
62  * Word size structure that can be atomically updated or read and that
63  * contains both the order and the number of objects that a slab of the
64  * given order would contain.
65  */
66 struct kmem_cache_order_objects {
67         unsigned long x;
68 };
69
70 /*
71  * Slab cache management.
72  */
73 struct kmem_cache {
74         struct kmem_cache_cpu __percpu *cpu_slab;
75         /* Used for retriving partial slabs etc */
76         unsigned long flags;
77         unsigned long min_partial;
78         int size;               /* The size of an object including meta data */
79         int objsize;            /* The size of an object without meta data */
80         int offset;             /* Free pointer offset. */
81         struct kmem_cache_order_objects oo;
82
83         /* Allocation and freeing of slabs */
84         struct kmem_cache_order_objects max;
85         struct kmem_cache_order_objects min;
86         gfp_t allocflags;       /* gfp flags to use on each alloc */
87         int refcount;           /* Refcount for slab cache destroy */
88         void (*ctor)(void *);
89         int inuse;              /* Offset to metadata */
90         int align;              /* Alignment */
91         int reserved;           /* Reserved bytes at the end of slabs */
92         const char *name;       /* Name (only for display!) */
93         struct list_head list;  /* List of slab caches */
94 #ifdef CONFIG_SYSFS
95         struct kobject kobj;    /* For sysfs */
96 #endif
97
98 #ifdef CONFIG_NUMA
99         /*
100          * Defragmentation by allocating from a remote node.
101          */
102         int remote_node_defrag_ratio;
103 #endif
104         struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
105 };
106
107 /*
108  * Kmalloc subsystem.
109  */
110 #if defined(ARCH_DMA_MINALIGN) && ARCH_DMA_MINALIGN > 8
111 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_DMA_MINALIGN
112 #else
113 #define KMALLOC_MIN_SIZE 8
114 #endif
115
116 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
117
118 #ifdef ARCH_DMA_MINALIGN
119 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN ARCH_DMA_MINALIGN
120 #else
121 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
122 #endif
123
124 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
125 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
126 #endif
127
128 /*
129  * Maximum kmalloc object size handled by SLUB. Larger object allocations
130  * are passed through to the page allocator. The page allocator "fastpath"
131  * is relatively slow so we need this value sufficiently high so that
132  * performance critical objects are allocated through the SLUB fastpath.
133  *
134  * This should be dropped to PAGE_SIZE / 2 once the page allocator
135  * "fastpath" becomes competitive with the slab allocator fastpaths.
136  */
137 #define SLUB_MAX_SIZE (2 * PAGE_SIZE)
138
139 #define SLUB_PAGE_SHIFT (PAGE_SHIFT + 2)
140
141 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
142 #define SLUB_DMA __GFP_DMA
143 #else
144 /* Disable DMA functionality */
145 #define SLUB_DMA (__force gfp_t)0
146 #endif
147
148 /*
149  * We keep the general caches in an array of slab caches that are used for
150  * 2^x bytes of allocations.
151  */
152 extern struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
153
154 /*
155  * Sorry that the following has to be that ugly but some versions of GCC
156  * have trouble with constant propagation and loops.
157  */
158 static __always_inline int kmalloc_index(size_t size)
159 {
160         if (!size)
161                 return 0;
162
163         if (size <= KMALLOC_MIN_SIZE)
164                 return KMALLOC_SHIFT_LOW;
165
166         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && size > 64 && size <= 96)
167                 return 1;
168         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && size > 128 && size <= 192)
169                 return 2;
170         if (size <=          8) return 3;
171         if (size <=         16) return 4;
172         if (size <=         32) return 5;
173         if (size <=         64) return 6;
174         if (size <=        128) return 7;
175         if (size <=        256) return 8;
176         if (size <=        512) return 9;
177         if (size <=       1024) return 10;
178         if (size <=   2 * 1024) return 11;
179         if (size <=   4 * 1024) return 12;
180 /*
181  * The following is only needed to support architectures with a larger page
182  * size than 4k.
183  */
184         if (size <=   8 * 1024) return 13;
185         if (size <=  16 * 1024) return 14;
186         if (size <=  32 * 1024) return 15;
187         if (size <=  64 * 1024) return 16;
188         if (size <= 128 * 1024) return 17;
189         if (size <= 256 * 1024) return 18;
190         if (size <= 512 * 1024) return 19;
191         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
192         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
193         return -1;
194
195 /*
196  * What we really wanted to do and cannot do because of compiler issues is:
197  *      int i;
198  *      for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
199  *              if (size <= (1 << i))
200  *                      return i;
201  */
202 }
203
204 /*
205  * Find the slab cache for a given combination of allocation flags and size.
206  *
207  * This ought to end up with a global pointer to the right cache
208  * in kmalloc_caches.
209  */
210 static __always_inline struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size)
211 {
212         int index = kmalloc_index(size);
213
214         if (index == 0)
215                 return NULL;
216
217         return kmalloc_caches[index];
218 }
219
220 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
221 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
222
223 static __always_inline void *
224 kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
225 {
226         void *ret = (void *) __get_free_pages(flags | __GFP_COMP, order);
227         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
228         return ret;
229 }
230
231 #ifdef CONFIG_TRACING
232 extern void *
233 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size);
234 extern void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order);
235 #else
236 static __always_inline void *
237 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
238 {
239         return kmem_cache_alloc(s, gfpflags);
240 }
241
242 static __always_inline void *
243 kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
244 {
245         return kmalloc_order(size, flags, order);
246 }
247 #endif
248
249 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
250 {
251         unsigned int order = get_order(size);
252         return kmalloc_order_trace(size, flags, order);
253 }
254
255 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
256 {
257         if (__builtin_constant_p(size)) {
258                 if (size > SLUB_MAX_SIZE)
259                         return kmalloc_large(size, flags);
260
261                 if (!(flags & SLUB_DMA)) {
262                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
263
264                         if (!s)
265                                 return ZERO_SIZE_PTR;
266
267                         return kmem_cache_alloc_trace(s, flags, size);
268                 }
269         }
270         return __kmalloc(size, flags);
271 }
272
273 #ifdef CONFIG_NUMA
274 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
275 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node);
276
277 #ifdef CONFIG_TRACING
278 extern void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
279                                            gfp_t gfpflags,
280                                            int node, size_t size);
281 #else
282 static __always_inline void *
283 kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
284                               gfp_t gfpflags,
285                               int node, size_t size)
286 {
287         return kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node);
288 }
289 #endif
290
291 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
292 {
293         if (__builtin_constant_p(size) &&
294                 size <= SLUB_MAX_SIZE && !(flags & SLUB_DMA)) {
295                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
296
297                 if (!s)
298                         return ZERO_SIZE_PTR;
299
300                 return kmem_cache_alloc_node_trace(s, flags, node, size);
301         }
302         return __kmalloc_node(size, flags, node);
303 }
304 #endif
305
306 #endif /* _LINUX_SLUB_DEF_H */