share/man/man9/zone.9

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  25 .\"
  26 .\" $FreeBSD: src/share/man/man9/zone.9,v 1.9.2.4 2002/05/02 20:01:29 asmodai Exp $
  27 .\"
  28 .Dd March 13, 2017
  29 .Dt ZONE 9
  30 .Os
  31 .Sh NAME
  32 .Nm zbootinit ,
  33 .Nm zinitna ,
  34 .Nm zinit ,
  35 .Nm zdestroy ,
  36 .Nm zalloc ,
  37 .Nm zfree
  38 .Nd zone allocator
  39 .Sh SYNOPSIS
  40 .In sys/param.h
  41 .In sys/queue.h
  42 .In vm/vm_zone.h
  43 .Ft void
  44 .Fn zbootinit "vm_zone_t z" "char *name" "size_t size" "void *item" "long nitems"
  45 .Ft int
  46 .Fn zinitna "vm_zone_t z" "struct vm_object *obj" "char *name" "size_t size" "long nentries" "uint32_t flags"
  47 .Ft vm_zone_t
  48 .Fn zinit "char *name" "size_t size" "long nentries" "uint32_t flags"
  49 .Ft void
  50 .Fn zdestroy "vm_zone_t z"
  51 .Ft void *
  52 .Fn zalloc "vm_zone_t z"
  53 .Ft void
  54 .Fn zfree "vm_zone_t z" "void *item"
  55 .Sh DESCRIPTION
  56 The zone allocator is deprecated.
  57 Use
  58 .In sys/objcache.h
  59 for new developments.
  60 .Pp
  61 The zone allocator provides an efficient interface for managing
  62 dynamically-sized collections of items of similar size.
  63 The zone allocator can work with preallocated zones as well as with
  64 runtime-allocated ones, and is therefore available much earlier in the
  65 boot process than other memory management routines.
  66 .Pp
  67 A zone is an extensible collection of items of identical size.
  68 The zone allocator keeps track of which items are in use and which
  69 are not, and provides functions for allocating items from the zone and
  70 for releasing them back (which makes them available for later use).
  71 .Pp
  72 The zone allocator stores state information inside the items proper
  73 while they are not allocated,
  74 so structures that will be managed by the zone allocator
  75 and wish to use the type stable property of zones by leaving some fields
  76 pre-filled between allocations, must reserve
  77 two pointers at the very beginning for internal use by the zone
  78 allocator, as follows:
  79 .Bd -literal
  80 struct my_item {
  81         struct my_item  *z_rsvd1;
  82         struct my_item  *z_rsvd2;
  83         /* rest of structure */
  84 };
  85 .Ed
  86 .Pp
  87 Alternatively they should assume those entries corrupted
  88 after each allocation.
  89 After the first allocation of an item,
  90 it will have been cleared to zeroes, however subsequent allocations
  91 will retain the contents as of the last free, with the exception of the
  92 fields mentioned above.
  93 .Pp
  94 Zones are created in one of two fashions, depending how far along the
  95 boot process is.
  96 .Pp
  97 If the VM system is fully initialized, a dynamically allocated zone can
  98 be created using
  99 .Fn zinit .
 100 The
 101 .Fa name
 102 argument should be a pointer to a short, descriptive name for the
 103 zone; it is used for statistics and debugging purposes.
 104 The
 105 .Fa size
 106 and
 107 .Fa nentries
 108 are the size of the items held by the zone and the initial size (in
 109 items) of the zone, respectively.
 110 The
 111 .Fa flags
 112 argument should have the
 113 .Dv ZONE_INTERRUPT
 114 bit set if there is a chance that items may be allocated from the zone in
 115 interrupt context; note that in this case, the zone will never grow
 116 larger than
 117 .Fa nentries
 118 items.
 119 The
 120 .Fa flags
 121 argument should have the
 122 .Dv ZONE_DESTROYABLE
 123 bit set if the zone is to be destroyed with
 124 .Fn zdestroy .
 125 .Pp
 126 If the VM system is not yet fully initialized, the zone allocator
 127 cannot dynamically allocate VM pages from which to dole out items, so
 128 the caller needs to provide a static pool of items.
 129 In this case, the initialization is done in two stages: first,
 130 .Fn zbootinit
 131 is called before first use of the zone; later, when the VM system is
 132 up, the initialization of the zone is completed by calling
 133 .Fn zinitna .
 134 .Pp
 135 The first argument to
 136 .Fn zbootinit
 137 is a pointer to a static
 138 .Vt "struct vm_zone"
 139 to initialize.
 140 The second and third are the name of the zone and the size of the
 141 items it will hold.
 142 The fourth argument is a pointer to a static array of items from which
 143 the zone allocator will draw until the zone is fully initialized.
 144 The
 145 .Fa nitems
 146 argument is the number of items in the array.
 147 .Pp
 148 The arguments to
 149 .Fa zinitna
 150 are the same as for
 151 .Fa zinit ,
 152 with the addition of a pointer to the zone to initialize, and a
 153 pointer to a
 154 .Vt "struct vm_object"
 155 from which to allocate pages in the
 156 .Dv ZONE_INTERRUPT
 157 case.
 158 .Pp
 159 To release all the memory allocated for a zone, call
 160 .Fn zdestroy .
 161 Only zones created with
 162 .Fn zinit
 163 and with the
 164 .Dv ZONE_DESTROYABLE
 165 flag can be destroyed.
 166 .Pp
 167 To allocate an item from a zone, simply call
 168 .Fn zalloc
 169 with a pointer to that zone; it will return a pointer to an item, or
 170 .Dv NULL
 171 in the rare case where all items in the zone are in use and the
 172 allocator is unable to grow the zone.
 173 .Pp
 174 Items are released back to the zone from which they were allocated by
 175 calling
 176 .Fn zfree
 177 with a pointer to the zone and a pointer to the item.
 178 .Pp
 179 The zone functions are not SMP-safe.
 180 The MP lock must be held while calling them.
 181 .Sh RETURN VALUES
 182 The
 183 .Fn zinitna
 184 function returns 1 on success and 0 on failure; the only failure case
 185 is inability to preallocate address space for an interrupt-safe zone.
 186 .Pp
 187 The
 188 .Fn zinit
 189 function returns a pointer to a fully initialized
 190 .Vt "struct vm_zone" ,
 191 or
 192 .Dv NULL
 193 if it was unable to
 194 .Fn kmalloc
 195 a
 196 .Vt "struct vm_zone"
 197 or the
 198 .Dv ZONE_INTERRUPT
 199 flag was specified and
 200 .Fn zinitna
 201 failed to preallocate address space.
 202 .Pp
 203 The
 204 .Fn zalloc
 205 function returns a pointer to an item, or
 206 .Dv NULL
 207 if the zone ran out of unused items and the allocator was unable to
 208 enlarge it.
 209 .Sh SEE ALSO
 210 .Xr memory 9
 211 .Sh HISTORY
 212 The zone allocator first appeared in
 213 .Fx 3.0 .
 214 .Sh AUTHORS
 215 .An -nosplit
 216 The zone allocator was written by
 217 .An John S. Dyson .
 218 .Pp
 219 This manual page was written by
 220 .An Dag-Erling Co\(:idan Sm\(/orgrav Aq Mt des@FreeBSD.org .