sys/sys/malloc.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1987, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)malloc.h    8.5 (Berkeley) 5/3/95
  34  * $FreeBSD: src/sys/sys/malloc.h,v 1.48.2.2 2002/03/16 02:19:16 archie Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/sys/malloc.h,v 1.12 2003/10/20 16:50:39 dillon Exp $
  36  */
  37
  38 #ifndef _SYS_MALLOC_H_
  39 #define _SYS_MALLOC_H_
  40
  41 #ifndef _MACHINE_PARAM_H_
  42 #include <machine/param.h>      /* for SMP_MAXCPU */
  43 #endif
  44
  45 #ifdef _KERNEL
  46
  47 #ifndef _MACHINE_VMPARAM_H_
  48 #include <machine/vmparam.h>    /* for VM_MIN_KERNEL_ADDRESS */
  49 #endif
  50
  51 #define splmem splhigh
  52
  53 #endif
  54
  55 #if defined(_KERNEL) || defined(_KERNEL_STRUCTURES)
  56
  57 /*
  58  * flags to malloc.
  59  */
  60 #define M_NOWAIT        0x0001  /* do not block */
  61 #define M_WAITOK        0x0002  /* wait for resources */
  62 #define M_ZERO          0x0100  /* bzero() the allocation */
  63 #define M_USE_RESERVE   0x0200  /* can alloc out of reserve memory */
  64 #define M_NULLOK        0x0400  /* ok to return NULL in M_WAITOK case */
  65 #define M_PASSIVE_ZERO  0x0800  /* (internal to the slab code only) */
  66
  67 #define M_MAGIC         877983977       /* time when first defined :-) */
  68
  69 /*
  70  * The malloc tracking structure.  Note that per-cpu entries must be
  71  * aggregated for accurate statistics, they do not actually break the
  72  * stats down by cpu (e.g. the cpu freeing memory will subtract from
  73  * its slot, not the originating cpu's slot).
  74  *
  75  * SMP_MAXCPU is used so modules which use malloc remain compatible
  76  * between UP and SMP.
  77  */
  78 struct malloc_type {
  79         struct malloc_type *ks_next;    /* next in list */
  80         long    ks_memuse[SMP_MAXCPU];  /* total memory held in bytes */
  81         long    ks_loosememuse;         /* (inaccurate) aggregate memuse */
  82         long    ks_limit;       /* most that are allowed to exist */
  83         long    ks_size;        /* sizes of this thing that are allocated */
  84         long    ks_inuse[SMP_MAXCPU]; /* # of allocs currently in use */
  85         int64_t ks_calls;       /* total packets of this type ever allocated */
  86         long    ks_maxused;     /* maximum number ever used */
  87         u_long  ks_magic;       /* if it's not magic, don't touch it */
  88         const char *ks_shortdesc;       /* short description */
  89         u_short ks_limblocks;   /* number of times blocked for hitting limit */
  90         u_short ks_mapblocks;   /* number of times blocked for kernel map */
  91         long    ks_reserved[4]; /* future use (module compatibility) */
  92 };
  93
  94 #endif
  95
  96 #ifdef _KERNEL
  97 #define MALLOC_DEFINE(type, shortdesc, longdesc) \
  98         struct malloc_type type[1] = { \
  99                 { NULL, { 0 }, 0, 0, 0, { 0 }, 0, 0, M_MAGIC, shortdesc, 0, 0 } \
 100         }; \
 101         SYSINIT(type##_init, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_ANY, malloc_init, type); \
 102         SYSUNINIT(type##_uninit, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_ANY, malloc_uninit, type)
 103
 104 #define MALLOC_DECLARE(type) \
 105         extern struct malloc_type type[1]
 106
 107 MALLOC_DECLARE(M_CACHE);
 108 MALLOC_DECLARE(M_DEVBUF);
 109 MALLOC_DECLARE(M_TEMP);
 110
 111 MALLOC_DECLARE(M_IP6OPT); /* for INET6 */
 112 MALLOC_DECLARE(M_IP6NDP); /* for INET6 */
 113 #endif /* _KERNEL */
 114
 115 #if defined(_KERNEL) || defined(_KERNEL_STRUCTURES)
 116
 117 /*
 118  * Array of descriptors that describe the contents of each page
 119  */
 120 struct kmemusage {
 121         short ku_cpu;           /* cpu index */
 122         union {
 123                 u_short freecnt;/* for small allocations, free pieces in page */
 124                 u_short pagecnt;/* for large allocations, pages alloced */
 125         } ku_un;
 126 };
 127 #define ku_freecnt ku_un.freecnt
 128 #define ku_pagecnt ku_un.pagecnt
 129
 130 /*
 131  * Set of buckets for each size of memory block that is retained
 132  */
 133 struct kmembuckets {
 134         caddr_t kb_next;        /* list of free blocks */
 135         caddr_t kb_last;        /* last free block */
 136         int64_t kb_calls;       /* total calls to allocate this size */
 137         long    kb_total;       /* total number of blocks allocated */
 138         long    kb_elmpercl;    /* # of elements in this sized allocation */
 139         long    kb_totalfree;   /* # of free elements in this bucket */
 140         long    kb_highwat;     /* high water mark */
 141         long    kb_couldfree;   /* over high water mark and could free */
 142 };
 143
 144 #define MINALLOCSIZE    (1 << MINBUCKET)
 145 #define BUCKETINDX(size) \
 146         ((size) <= (MINALLOCSIZE * 128) \
 147                 ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 8) \
 148                         ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 2) \
 149                                 ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 1) \
 150                                         ? (MINBUCKET + 0) \
 151                                         : (MINBUCKET + 1) \
 152                                 : (size) <= (MINALLOCSIZE * 4) \
 153                                         ? (MINBUCKET + 2) \
 154                                         : (MINBUCKET + 3) \
 155                         : (size) <= (MINALLOCSIZE* 32) \
 156                                 ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 16) \
 157                                         ? (MINBUCKET + 4) \
 158                                         : (MINBUCKET + 5) \
 159                                 : (size) <= (MINALLOCSIZE * 64) \
 160                                         ? (MINBUCKET + 6) \
 161                                         : (MINBUCKET + 7) \
 162                 : (size) <= (MINALLOCSIZE * 2048) \
 163                         ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 512) \
 164                                 ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 256) \
 165                                         ? (MINBUCKET + 8) \
 166                                         : (MINBUCKET + 9) \
 167                                 : (size) <= (MINALLOCSIZE * 1024) \
 168                                         ? (MINBUCKET + 10) \
 169                                         : (MINBUCKET + 11) \
 170                         : (size) <= (MINALLOCSIZE * 8192) \
 171                                 ? (size) <= (MINALLOCSIZE * 4096) \
 172                                         ? (MINBUCKET + 12) \
 173                                         : (MINBUCKET + 13) \
 174                                 : (size) <= (MINALLOCSIZE * 16384) \
 175                                         ? (MINBUCKET + 14) \
 176                                         : (MINBUCKET + 15))
 177
 178 #endif
 179
 180 #ifdef _KERNEL
 181
 182 /*
 183  * Turn virtual addresses into kmem map indices
 184  */
 185 #define btokup(addr)    (&kmemusage[((caddr_t)(addr) - (caddr_t)VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT])
 186
 187 /*
 188  * Deprecated macro versions of not-quite-malloc() and free().
 189  */
 190 #define MALLOC(space, cast, size, type, flags) \
 191         (space) = (cast)malloc((u_long)(size), (type), (flags))
 192 #define FREE(addr, type) free((addr), (type))
 193
 194 /*
 195  * XXX this should be declared in <sys/uio.h>, but that tends to fail
 196  * because <sys/uio.h> is included in a header before the source file
 197  * has a chance to include <sys/malloc.h> to get MALLOC_DECLARE() defined.
 198  */
 199 MALLOC_DECLARE(M_IOV);
 200
 201 /* XXX struct malloc_type is unused for contig*(). */
 202 void    contigfree (void *addr, unsigned long size,
 203                         struct malloc_type *type);
 204 void    *contigmalloc (unsigned long size, struct malloc_type *type,
 205                            int flags, unsigned long low, unsigned long high,
 206                            unsigned long alignment, unsigned long boundary);
 207 void    free (void *addr, struct malloc_type *type);
 208 void    *malloc (unsigned long size, struct malloc_type *type, int flags);
 209 void    malloc_init (void *);
 210 void    malloc_uninit (void *);
 211 void    *realloc (void *addr, unsigned long size,
 212                       struct malloc_type *type, int flags);
 213 void    *reallocf (void *addr, unsigned long size,
 214                       struct malloc_type *type, int flags);
 215
 216 #endif /* _KERNEL */
 217
 218 #endif /* !_SYS_MALLOC_H_ */