Merge branch 'perf/core' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/frederic...
[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 #include <linux/kmemleak.h>
14
15 #include <trace/events/kmem.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         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
29         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
30         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
31         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
32         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
33         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
34         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
35         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
36         NR_SLUB_STAT_ITEMS };
37
38 struct kmem_cache_cpu {
39         void **freelist;        /* Pointer to first free per cpu object */
40         struct page *page;      /* The slab from which we are allocating */
41         int node;               /* The node of the page (or -1 for debug) */
42 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
43         unsigned stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
44 #endif
45 };
46
47 struct kmem_cache_node {
48         spinlock_t list_lock;   /* Protect partial list and nr_partial */
49         unsigned long nr_partial;
50         struct list_head partial;
51 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
52         atomic_long_t nr_slabs;
53         atomic_long_t total_objects;
54         struct list_head full;
55 #endif
56 };
57
58 /*
59  * Word size structure that can be atomically updated or read and that
60  * contains both the order and the number of objects that a slab of the
61  * given order would contain.
62  */
63 struct kmem_cache_order_objects {
64         unsigned long x;
65 };
66
67 /*
68  * Slab cache management.
69  */
70 struct kmem_cache {
71         struct kmem_cache_cpu *cpu_slab;
72         /* Used for retriving partial slabs etc */
73         unsigned long flags;
74         int size;               /* The size of an object including meta data */
75         int objsize;            /* The size of an object without meta data */
76         int offset;             /* Free pointer offset. */
77         struct kmem_cache_order_objects oo;
78
79         /* Allocation and freeing of slabs */
80         struct kmem_cache_order_objects max;
81         struct kmem_cache_order_objects min;
82         gfp_t allocflags;       /* gfp flags to use on each alloc */
83         int refcount;           /* Refcount for slab cache destroy */
84         void (*ctor)(void *);
85         int inuse;              /* Offset to metadata */
86         int align;              /* Alignment */
87         unsigned long min_partial;
88         const char *name;       /* Name (only for display!) */
89         struct list_head list;  /* List of slab caches */
90 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
91         struct kobject kobj;    /* For sysfs */
92 #endif
93
94 #ifdef CONFIG_NUMA
95         /*
96          * Defragmentation by allocating from a remote node.
97          */
98         int remote_node_defrag_ratio;
99         struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
100 #else
101         /* Avoid an extra cache line for UP */
102         struct kmem_cache_node local_node;
103 #endif
104 };
105
106 /*
107  * Kmalloc subsystem.
108  */
109 #if defined(ARCH_KMALLOC_MINALIGN) && ARCH_KMALLOC_MINALIGN > 8
110 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_KMALLOC_MINALIGN
111 #else
112 #define KMALLOC_MIN_SIZE 8
113 #endif
114
115 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
116
117 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
118 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
119 #endif
120
121 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
122 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
123 #endif
124
125 /*
126  * Maximum kmalloc object size handled by SLUB. Larger object allocations
127  * are passed through to the page allocator. The page allocator "fastpath"
128  * is relatively slow so we need this value sufficiently high so that
129  * performance critical objects are allocated through the SLUB fastpath.
130  *
131  * This should be dropped to PAGE_SIZE / 2 once the page allocator
132  * "fastpath" becomes competitive with the slab allocator fastpaths.
133  */
134 #define SLUB_MAX_SIZE (2 * PAGE_SIZE)
135
136 #define SLUB_PAGE_SHIFT (PAGE_SHIFT + 2)
137
138 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
139 #define SLUB_DMA __GFP_DMA
140 /* Reserve extra caches for potential DMA use */
141 #define KMALLOC_CACHES (2 * SLUB_PAGE_SHIFT)
142 #else
143 /* Disable DMA functionality */
144 #define SLUB_DMA (__force gfp_t)0
145 #define KMALLOC_CACHES SLUB_PAGE_SHIFT
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[KMALLOC_CACHES];
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 #ifdef CONFIG_TRACING
224 extern void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags);
225 #else
226 static __always_inline void *
227 kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
228 {
229         return kmem_cache_alloc(s, gfpflags);
230 }
231 #endif
232
233 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
234 {
235         unsigned int order = get_order(size);
236         void *ret = (void *) __get_free_pages(flags | __GFP_COMP, order);
237
238         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
239         trace_kmalloc(_THIS_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
240
241         return ret;
242 }
243
244 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
245 {
246         void *ret;
247
248         if (__builtin_constant_p(size)) {
249                 if (size > SLUB_MAX_SIZE)
250                         return kmalloc_large(size, flags);
251
252                 if (!(flags & SLUB_DMA)) {
253                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
254
255                         if (!s)
256                                 return ZERO_SIZE_PTR;
257
258                         ret = kmem_cache_alloc_notrace(s, flags);
259
260                         trace_kmalloc(_THIS_IP_, ret, size, s->size, flags);
261
262                         return ret;
263                 }
264         }
265         return __kmalloc(size, flags);
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_NUMA
269 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
270 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node);
271
272 #ifdef CONFIG_TRACING
273 extern void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
274                                            gfp_t gfpflags,
275                                            int node);
276 #else
277 static __always_inline void *
278 kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
279                               gfp_t gfpflags,
280                               int node)
281 {
282         return kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node);
283 }
284 #endif
285
286 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
287 {
288         void *ret;
289
290         if (__builtin_constant_p(size) &&
291                 size <= SLUB_MAX_SIZE && !(flags & SLUB_DMA)) {
292                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
293
294                 if (!s)
295                         return ZERO_SIZE_PTR;
296
297                 ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(s, flags, node);
298
299                 trace_kmalloc_node(_THIS_IP_, ret,
300                                    size, s->size, flags, node);
301
302                 return ret;
303         }
304         return __kmalloc_node(size, flags, node);
305 }
306 #endif
307
308 #endif /* _LINUX_SLUB_DEF_H */