]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - include/linux/gfp.h
mm: page_alloc: remove GFP_IOFS
[linux-beck.git] / include / linux / gfp.h
1 #ifndef __LINUX_GFP_H
2 #define __LINUX_GFP_H
3
4 #include <linux/mmdebug.h>
5 #include <linux/mmzone.h>
6 #include <linux/stddef.h>
7 #include <linux/linkage.h>
8 #include <linux/topology.h>
9
10 struct vm_area_struct;
11
12 /* Plain integer GFP bitmasks. Do not use this directly. */
13 #define ___GFP_DMA              0x01u
14 #define ___GFP_HIGHMEM          0x02u
15 #define ___GFP_DMA32            0x04u
16 #define ___GFP_MOVABLE          0x08u
17 #define ___GFP_RECLAIMABLE      0x10u
18 #define ___GFP_HIGH             0x20u
19 #define ___GFP_IO               0x40u
20 #define ___GFP_FS               0x80u
21 #define ___GFP_COLD             0x100u
22 #define ___GFP_NOWARN           0x200u
23 #define ___GFP_REPEAT           0x400u
24 #define ___GFP_NOFAIL           0x800u
25 #define ___GFP_NORETRY          0x1000u
26 #define ___GFP_MEMALLOC         0x2000u
27 #define ___GFP_COMP             0x4000u
28 #define ___GFP_ZERO             0x8000u
29 #define ___GFP_NOMEMALLOC       0x10000u
30 #define ___GFP_HARDWALL         0x20000u
31 #define ___GFP_THISNODE         0x40000u
32 #define ___GFP_ATOMIC           0x80000u
33 #define ___GFP_NOACCOUNT        0x100000u
34 #define ___GFP_NOTRACK          0x200000u
35 #define ___GFP_DIRECT_RECLAIM   0x400000u
36 #define ___GFP_OTHER_NODE       0x800000u
37 #define ___GFP_WRITE            0x1000000u
38 #define ___GFP_KSWAPD_RECLAIM   0x2000000u
39 /* If the above are modified, __GFP_BITS_SHIFT may need updating */
40
41 /*
42  * GFP bitmasks..
43  *
44  * Zone modifiers (see linux/mmzone.h - low three bits)
45  *
46  * Do not put any conditional on these. If necessary modify the definitions
47  * without the underscores and use them consistently. The definitions here may
48  * be used in bit comparisons.
49  */
50 #define __GFP_DMA       ((__force gfp_t)___GFP_DMA)
51 #define __GFP_HIGHMEM   ((__force gfp_t)___GFP_HIGHMEM)
52 #define __GFP_DMA32     ((__force gfp_t)___GFP_DMA32)
53 #define __GFP_MOVABLE   ((__force gfp_t)___GFP_MOVABLE)  /* Page is movable */
54 #define GFP_ZONEMASK    (__GFP_DMA|__GFP_HIGHMEM|__GFP_DMA32|__GFP_MOVABLE)
55 /*
56  * Action modifiers - doesn't change the zoning
57  *
58  * __GFP_REPEAT: Try hard to allocate the memory, but the allocation attempt
59  * _might_ fail.  This depends upon the particular VM implementation.
60  *
61  * __GFP_NOFAIL: The VM implementation _must_ retry infinitely: the caller
62  * cannot handle allocation failures. New users should be evaluated carefully
63  * (and the flag should be used only when there is no reasonable failure policy)
64  * but it is definitely preferable to use the flag rather than opencode endless
65  * loop around allocator.
66  *
67  * __GFP_NORETRY: The VM implementation must not retry indefinitely and will
68  * return NULL when direct reclaim and memory compaction have failed to allow
69  * the allocation to succeed.  The OOM killer is not called with the current
70  * implementation.
71  *
72  * __GFP_MOVABLE: Flag that this page will be movable by the page migration
73  * mechanism or reclaimed
74  */
75 #define __GFP_ATOMIC    ((__force gfp_t)___GFP_ATOMIC)  /* Caller cannot wait or reschedule */
76 #define __GFP_HIGH      ((__force gfp_t)___GFP_HIGH)    /* Should access emergency pools? */
77 #define __GFP_IO        ((__force gfp_t)___GFP_IO)      /* Can start physical IO? */
78 #define __GFP_FS        ((__force gfp_t)___GFP_FS)      /* Can call down to low-level FS? */
79 #define __GFP_COLD      ((__force gfp_t)___GFP_COLD)    /* Cache-cold page required */
80 #define __GFP_NOWARN    ((__force gfp_t)___GFP_NOWARN)  /* Suppress page allocation failure warning */
81 #define __GFP_REPEAT    ((__force gfp_t)___GFP_REPEAT)  /* See above */
82 #define __GFP_NOFAIL    ((__force gfp_t)___GFP_NOFAIL)  /* See above */
83 #define __GFP_NORETRY   ((__force gfp_t)___GFP_NORETRY) /* See above */
84 #define __GFP_MEMALLOC  ((__force gfp_t)___GFP_MEMALLOC)/* Allow access to emergency reserves */
85 #define __GFP_COMP      ((__force gfp_t)___GFP_COMP)    /* Add compound page metadata */
86 #define __GFP_ZERO      ((__force gfp_t)___GFP_ZERO)    /* Return zeroed page on success */
87 #define __GFP_NOMEMALLOC ((__force gfp_t)___GFP_NOMEMALLOC) /* Don't use emergency reserves.
88                                                          * This takes precedence over the
89                                                          * __GFP_MEMALLOC flag if both are
90                                                          * set
91                                                          */
92 #define __GFP_HARDWALL   ((__force gfp_t)___GFP_HARDWALL) /* Enforce hardwall cpuset memory allocs */
93 #define __GFP_THISNODE  ((__force gfp_t)___GFP_THISNODE)/* No fallback, no policies */
94 #define __GFP_RECLAIMABLE ((__force gfp_t)___GFP_RECLAIMABLE) /* Page is reclaimable */
95 #define __GFP_NOACCOUNT ((__force gfp_t)___GFP_NOACCOUNT) /* Don't account to kmemcg */
96 #define __GFP_NOTRACK   ((__force gfp_t)___GFP_NOTRACK)  /* Don't track with kmemcheck */
97
98 #define __GFP_OTHER_NODE ((__force gfp_t)___GFP_OTHER_NODE) /* On behalf of other node */
99 #define __GFP_WRITE     ((__force gfp_t)___GFP_WRITE)   /* Allocator intends to dirty page */
100
101 /*
102  * A caller that is willing to wait may enter direct reclaim and will
103  * wake kswapd to reclaim pages in the background until the high
104  * watermark is met. A caller may wish to clear __GFP_DIRECT_RECLAIM to
105  * avoid unnecessary delays when a fallback option is available but
106  * still allow kswapd to reclaim in the background. The kswapd flag
107  * can be cleared when the reclaiming of pages would cause unnecessary
108  * disruption.
109  */
110 #define __GFP_WAIT ((__force gfp_t)(___GFP_DIRECT_RECLAIM|___GFP_KSWAPD_RECLAIM))
111 #define __GFP_DIRECT_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_DIRECT_RECLAIM) /* Caller can reclaim */
112 #define __GFP_KSWAPD_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_KSWAPD_RECLAIM) /* kswapd can wake */
113
114 /*
115  * This may seem redundant, but it's a way of annotating false positives vs.
116  * allocations that simply cannot be supported (e.g. page tables).
117  */
118 #define __GFP_NOTRACK_FALSE_POSITIVE (__GFP_NOTRACK)
119
120 #define __GFP_BITS_SHIFT 26     /* Room for N __GFP_FOO bits */
121 #define __GFP_BITS_MASK ((__force gfp_t)((1 << __GFP_BITS_SHIFT) - 1))
122
123 /*
124  * GFP_ATOMIC callers can not sleep, need the allocation to succeed.
125  * A lower watermark is applied to allow access to "atomic reserves"
126  */
127 #define GFP_ATOMIC      (__GFP_HIGH|__GFP_ATOMIC|__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
128 #define GFP_NOWAIT      (__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
129 #define GFP_NOIO        (__GFP_WAIT)
130 #define GFP_NOFS        (__GFP_WAIT | __GFP_IO)
131 #define GFP_KERNEL      (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS)
132 #define GFP_TEMPORARY   (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | \
133                          __GFP_RECLAIMABLE)
134 #define GFP_USER        (__GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS | __GFP_HARDWALL)
135 #define GFP_HIGHUSER    (GFP_USER | __GFP_HIGHMEM)
136 #define GFP_HIGHUSER_MOVABLE    (GFP_HIGHUSER | __GFP_MOVABLE)
137 #define GFP_TRANSHUGE   ((GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_COMP | \
138                          __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN) & \
139                          ~__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
140
141 /* This mask makes up all the page movable related flags */
142 #define GFP_MOVABLE_MASK (__GFP_RECLAIMABLE|__GFP_MOVABLE)
143 #define GFP_MOVABLE_SHIFT 3
144
145 /* Control page allocator reclaim behavior */
146 #define GFP_RECLAIM_MASK (__GFP_WAIT|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS|\
147                         __GFP_NOWARN|__GFP_REPEAT|__GFP_NOFAIL|\
148                         __GFP_NORETRY|__GFP_MEMALLOC|__GFP_NOMEMALLOC)
149
150 /* Control slab gfp mask during early boot */
151 #define GFP_BOOT_MASK (__GFP_BITS_MASK & ~(__GFP_WAIT|__GFP_IO|__GFP_FS))
152
153 /* Control allocation constraints */
154 #define GFP_CONSTRAINT_MASK (__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
155
156 /* Do not use these with a slab allocator */
157 #define GFP_SLAB_BUG_MASK (__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM|~__GFP_BITS_MASK)
158
159 /* Flag - indicates that the buffer will be suitable for DMA.  Ignored on some
160    platforms, used as appropriate on others */
161
162 #define GFP_DMA         __GFP_DMA
163
164 /* 4GB DMA on some platforms */
165 #define GFP_DMA32       __GFP_DMA32
166
167 /* Convert GFP flags to their corresponding migrate type */
168 static inline int gfpflags_to_migratetype(const gfp_t gfp_flags)
169 {
170         VM_WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);
171         BUILD_BUG_ON((1UL << GFP_MOVABLE_SHIFT) != ___GFP_MOVABLE);
172         BUILD_BUG_ON((___GFP_MOVABLE >> GFP_MOVABLE_SHIFT) != MIGRATE_MOVABLE);
173
174         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
175                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
176
177         /* Group based on mobility */
178         return (gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) >> GFP_MOVABLE_SHIFT;
179 }
180
181 static inline bool gfpflags_allow_blocking(const gfp_t gfp_flags)
182 {
183         return gfp_flags & __GFP_DIRECT_RECLAIM;
184 }
185
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187 #define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_HIGHMEM
188 #else
189 #define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_NORMAL
190 #endif
191
192 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
193 #define OPT_ZONE_DMA ZONE_DMA
194 #else
195 #define OPT_ZONE_DMA ZONE_NORMAL
196 #endif
197
198 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
199 #define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_DMA32
200 #else
201 #define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_NORMAL
202 #endif
203
204 /*
205  * GFP_ZONE_TABLE is a word size bitstring that is used for looking up the
206  * zone to use given the lowest 4 bits of gfp_t. Entries are ZONE_SHIFT long
207  * and there are 16 of them to cover all possible combinations of
208  * __GFP_DMA, __GFP_DMA32, __GFP_MOVABLE and __GFP_HIGHMEM.
209  *
210  * The zone fallback order is MOVABLE=>HIGHMEM=>NORMAL=>DMA32=>DMA.
211  * But GFP_MOVABLE is not only a zone specifier but also an allocation
212  * policy. Therefore __GFP_MOVABLE plus another zone selector is valid.
213  * Only 1 bit of the lowest 3 bits (DMA,DMA32,HIGHMEM) can be set to "1".
214  *
215  *       bit       result
216  *       =================
217  *       0x0    => NORMAL
218  *       0x1    => DMA or NORMAL
219  *       0x2    => HIGHMEM or NORMAL
220  *       0x3    => BAD (DMA+HIGHMEM)
221  *       0x4    => DMA32 or DMA or NORMAL
222  *       0x5    => BAD (DMA+DMA32)
223  *       0x6    => BAD (HIGHMEM+DMA32)
224  *       0x7    => BAD (HIGHMEM+DMA32+DMA)
225  *       0x8    => NORMAL (MOVABLE+0)
226  *       0x9    => DMA or NORMAL (MOVABLE+DMA)
227  *       0xa    => MOVABLE (Movable is valid only if HIGHMEM is set too)
228  *       0xb    => BAD (MOVABLE+HIGHMEM+DMA)
229  *       0xc    => DMA32 (MOVABLE+DMA32)
230  *       0xd    => BAD (MOVABLE+DMA32+DMA)
231  *       0xe    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM)
232  *       0xf    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM+DMA)
233  *
234  * ZONES_SHIFT must be <= 2 on 32 bit platforms.
235  */
236
237 #if 16 * ZONES_SHIFT > BITS_PER_LONG
238 #error ZONES_SHIFT too large to create GFP_ZONE_TABLE integer
239 #endif
240
241 #define GFP_ZONE_TABLE ( \
242         (ZONE_NORMAL << 0 * ZONES_SHIFT)                                      \
243         | (OPT_ZONE_DMA << ___GFP_DMA * ZONES_SHIFT)                          \
244         | (OPT_ZONE_HIGHMEM << ___GFP_HIGHMEM * ZONES_SHIFT)                  \
245         | (OPT_ZONE_DMA32 << ___GFP_DMA32 * ZONES_SHIFT)                      \
246         | (ZONE_NORMAL << ___GFP_MOVABLE * ZONES_SHIFT)                       \
247         | (OPT_ZONE_DMA << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA) * ZONES_SHIFT)       \
248         | (ZONE_MOVABLE << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM) * ZONES_SHIFT)   \
249         | (OPT_ZONE_DMA32 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32) * ZONES_SHIFT)   \
250 )
251
252 /*
253  * GFP_ZONE_BAD is a bitmap for all combinations of __GFP_DMA, __GFP_DMA32
254  * __GFP_HIGHMEM and __GFP_MOVABLE that are not permitted. One flag per
255  * entry starting with bit 0. Bit is set if the combination is not
256  * allowed.
257  */
258 #define GFP_ZONE_BAD ( \
259         1 << (___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)                                    \
260         | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32)                                    \
261         | 1 << (___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                                \
262         | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                   \
263         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM | ___GFP_DMA)                 \
264         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA)                   \
265         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)               \
266         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)  \
267 )
268
269 static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)
270 {
271         enum zone_type z;
272         int bit = (__force int) (flags & GFP_ZONEMASK);
273
274         z = (GFP_ZONE_TABLE >> (bit * ZONES_SHIFT)) &
275                                          ((1 << ZONES_SHIFT) - 1);
276         VM_BUG_ON((GFP_ZONE_BAD >> bit) & 1);
277         return z;
278 }
279
280 /*
281  * There is only one page-allocator function, and two main namespaces to
282  * it. The alloc_page*() variants return 'struct page *' and as such
283  * can allocate highmem pages, the *get*page*() variants return
284  * virtual kernel addresses to the allocated page(s).
285  */
286
287 static inline int gfp_zonelist(gfp_t flags)
288 {
289         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && unlikely(flags & __GFP_THISNODE))
290                 return 1;
291
292         return 0;
293 }
294
295 /*
296  * We get the zone list from the current node and the gfp_mask.
297  * This zone list contains a maximum of MAXNODES*MAX_NR_ZONES zones.
298  * There are two zonelists per node, one for all zones with memory and
299  * one containing just zones from the node the zonelist belongs to.
300  *
301  * For the normal case of non-DISCONTIGMEM systems the NODE_DATA() gets
302  * optimized to &contig_page_data at compile-time.
303  */
304 static inline struct zonelist *node_zonelist(int nid, gfp_t flags)
305 {
306         return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zonelist(flags);
307 }
308
309 #ifndef HAVE_ARCH_FREE_PAGE
310 static inline void arch_free_page(struct page *page, int order) { }
311 #endif
312 #ifndef HAVE_ARCH_ALLOC_PAGE
313 static inline void arch_alloc_page(struct page *page, int order) { }
314 #endif
315
316 struct page *
317 __alloc_pages_nodemask(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
318                        struct zonelist *zonelist, nodemask_t *nodemask);
319
320 static inline struct page *
321 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
322                 struct zonelist *zonelist)
323 {
324         return __alloc_pages_nodemask(gfp_mask, order, zonelist, NULL);
325 }
326
327 /*
328  * Allocate pages, preferring the node given as nid. The node must be valid and
329  * online. For more general interface, see alloc_pages_node().
330  */
331 static inline struct page *
332 __alloc_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
333 {
334         VM_BUG_ON(nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES);
335         VM_WARN_ON(!node_online(nid));
336
337         return __alloc_pages(gfp_mask, order, node_zonelist(nid, gfp_mask));
338 }
339
340 /*
341  * Allocate pages, preferring the node given as nid. When nid == NUMA_NO_NODE,
342  * prefer the current CPU's closest node. Otherwise node must be valid and
343  * online.
344  */
345 static inline struct page *alloc_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask,
346                                                 unsigned int order)
347 {
348         if (nid == NUMA_NO_NODE)
349                 nid = numa_mem_id();
350
351         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
352 }
353
354 #ifdef CONFIG_NUMA
355 extern struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp_mask, unsigned order);
356
357 static inline struct page *
358 alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
359 {
360         return alloc_pages_current(gfp_mask, order);
361 }
362 extern struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp_mask, int order,
363                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
364                         int node, bool hugepage);
365 #define alloc_hugepage_vma(gfp_mask, vma, addr, order)  \
366         alloc_pages_vma(gfp_mask, order, vma, addr, numa_node_id(), true)
367 #else
368 #define alloc_pages(gfp_mask, order) \
369                 alloc_pages_node(numa_node_id(), gfp_mask, order)
370 #define alloc_pages_vma(gfp_mask, order, vma, addr, node, false)\
371         alloc_pages(gfp_mask, order)
372 #define alloc_hugepage_vma(gfp_mask, vma, addr, order)  \
373         alloc_pages(gfp_mask, order)
374 #endif
375 #define alloc_page(gfp_mask) alloc_pages(gfp_mask, 0)
376 #define alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr)                     \
377         alloc_pages_vma(gfp_mask, 0, vma, addr, numa_node_id(), false)
378 #define alloc_page_vma_node(gfp_mask, vma, addr, node)          \
379         alloc_pages_vma(gfp_mask, 0, vma, addr, node, false)
380
381 extern struct page *alloc_kmem_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
382 extern struct page *alloc_kmem_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask,
383                                           unsigned int order);
384
385 extern unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
386 extern unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask);
387
388 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask);
389 void free_pages_exact(void *virt, size_t size);
390 void * __meminit alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask);
391
392 #define __get_free_page(gfp_mask) \
393                 __get_free_pages((gfp_mask), 0)
394
395 #define __get_dma_pages(gfp_mask, order) \
396                 __get_free_pages((gfp_mask) | GFP_DMA, (order))
397
398 extern void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);
399 extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
400 extern void free_hot_cold_page(struct page *page, bool cold);
401 extern void free_hot_cold_page_list(struct list_head *list, bool cold);
402
403 struct page_frag_cache;
404 extern void *__alloc_page_frag(struct page_frag_cache *nc,
405                                unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask);
406 extern void __free_page_frag(void *addr);
407
408 extern void __free_kmem_pages(struct page *page, unsigned int order);
409 extern void free_kmem_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
410
411 #define __free_page(page) __free_pages((page), 0)
412 #define free_page(addr) free_pages((addr), 0)
413
414 void page_alloc_init(void);
415 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp);
416 void drain_all_pages(struct zone *zone);
417 void drain_local_pages(struct zone *zone);
418
419 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
420 void page_alloc_init_late(void);
421 #else
422 static inline void page_alloc_init_late(void)
423 {
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * gfp_allowed_mask is set to GFP_BOOT_MASK during early boot to restrict what
429  * GFP flags are used before interrupts are enabled. Once interrupts are
430  * enabled, it is set to __GFP_BITS_MASK while the system is running. During
431  * hibernation, it is used by PM to avoid I/O during memory allocation while
432  * devices are suspended.
433  */
434 extern gfp_t gfp_allowed_mask;
435
436 /* Returns true if the gfp_mask allows use of ALLOC_NO_WATERMARK */
437 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask);
438
439 extern void pm_restrict_gfp_mask(void);
440 extern void pm_restore_gfp_mask(void);
441
442 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
443 extern bool pm_suspended_storage(void);
444 #else
445 static inline bool pm_suspended_storage(void)
446 {
447         return false;
448 }
449 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
450
451 #ifdef CONFIG_CMA
452
453 /* The below functions must be run on a range from a single zone. */
454 extern int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
455                               unsigned migratetype);
456 extern void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages);
457
458 /* CMA stuff */
459 extern void init_cma_reserved_pageblock(struct page *page);
460
461 #endif
462
463 #endif /* __LINUX_GFP_H */