BKL: remove extraneous #include <smp_lock.h>
[linux-3.10.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 __percpu *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_SYSFS
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 #endif
100         struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
101 };
102
103 /*
104  * Kmalloc subsystem.
105  */
106 #if defined(ARCH_DMA_MINALIGN) && ARCH_DMA_MINALIGN > 8
107 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_DMA_MINALIGN
108 #else
109 #define KMALLOC_MIN_SIZE 8
110 #endif
111
112 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
113
114 #ifdef ARCH_DMA_MINALIGN
115 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN ARCH_DMA_MINALIGN
116 #else
117 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
118 #endif
119
120 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
121 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
122 #endif
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.
179  */
180         if (size <=   8 * 1024) return 13;
181         if (size <=  16 * 1024) return 14;
182         if (size <=  32 * 1024) return 15;
183         if (size <=  64 * 1024) return 16;
184         if (size <= 128 * 1024) return 17;
185         if (size <= 256 * 1024) return 18;
186         if (size <= 512 * 1024) return 19;
187         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
188         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
189         return -1;
190
191 /*
192  * What we really wanted to do and cannot do because of compiler issues is:
193  *      int i;
194  *      for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
195  *              if (size <= (1 << i))
196  *                      return i;
197  */
198 }
199
200 /*
201  * Find the slab cache for a given combination of allocation flags and size.
202  *
203  * This ought to end up with a global pointer to the right cache
204  * in kmalloc_caches.
205  */
206 static __always_inline struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size)
207 {
208         int index = kmalloc_index(size);
209
210         if (index == 0)
211                 return NULL;
212
213         return kmalloc_caches[index];
214 }
215
216 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
217 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags);
218
219 #ifdef CONFIG_TRACING
220 extern void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags);
221 #else
222 static __always_inline void *
223 kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
224 {
225         return kmem_cache_alloc(s, gfpflags);
226 }
227 #endif
228
229 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
230 {
231         unsigned int order = get_order(size);
232         void *ret = (void *) __get_free_pages(flags | __GFP_COMP, order);
233
234         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
235         trace_kmalloc(_THIS_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
236
237         return ret;
238 }
239
240 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
241 {
242         void *ret;
243
244         if (__builtin_constant_p(size)) {
245                 if (size > SLUB_MAX_SIZE)
246                         return kmalloc_large(size, flags);
247
248                 if (!(flags & SLUB_DMA)) {
249                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
250
251                         if (!s)
252                                 return ZERO_SIZE_PTR;
253
254                         ret = kmem_cache_alloc_notrace(s, flags);
255
256                         trace_kmalloc(_THIS_IP_, ret, size, s->size, flags);
257
258                         return ret;
259                 }
260         }
261         return __kmalloc(size, flags);
262 }
263
264 #ifdef CONFIG_NUMA
265 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
266 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node);
267
268 #ifdef CONFIG_TRACING
269 extern void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
270                                            gfp_t gfpflags,
271                                            int node);
272 #else
273 static __always_inline void *
274 kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
275                               gfp_t gfpflags,
276                               int node)
277 {
278         return kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node);
279 }
280 #endif
281
282 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
283 {
284         void *ret;
285
286         if (__builtin_constant_p(size) &&
287                 size <= SLUB_MAX_SIZE && !(flags & SLUB_DMA)) {
288                         struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size);
289
290                 if (!s)
291                         return ZERO_SIZE_PTR;
292
293                 ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(s, flags, node);
294
295                 trace_kmalloc_node(_THIS_IP_, ret,
296                                    size, s->size, flags, node);
297
298                 return ret;
299         }
300         return __kmalloc_node(size, flags, node);
301 }
302 #endif
303
304 #endif /* _LINUX_SLUB_DEF_H */