xref: /linux/include/linux/mempool.h (revision c532de5a67a70f8533d495f8f2aaa9a0491c3ad0)
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * memory buffer pool support
4  */
5 #ifndef _LINUX_MEMPOOL_H
6 #define _LINUX_MEMPOOL_H
7 
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/alloc_tag.h>
10 #include <linux/wait.h>
11 #include <linux/compiler.h>
12 
13 struct kmem_cache;
14 
15 typedef void * (mempool_alloc_t)(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
16 typedef void (mempool_free_t)(void *element, void *pool_data);
17 
18 typedef struct mempool_s {
19 	spinlock_t lock;
20 	int min_nr;		/* nr of elements at *elements */
21 	int curr_nr;		/* Current nr of elements at *elements */
22 	void **elements;
23 
24 	void *pool_data;
25 	mempool_alloc_t *alloc;
26 	mempool_free_t *free;
27 	wait_queue_head_t wait;
28 } mempool_t;
29 
30 static inline bool mempool_initialized(mempool_t *pool)
31 {
32 	return pool->elements != NULL;
33 }
34 
35 static inline bool mempool_is_saturated(mempool_t *pool)
36 {
37 	return READ_ONCE(pool->curr_nr) >= pool->min_nr;
38 }
39 
40 void mempool_exit(mempool_t *pool);
41 int mempool_init_node(mempool_t *pool, int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn,
42 		      mempool_free_t *free_fn, void *pool_data,
43 		      gfp_t gfp_mask, int node_id);
44 
45 int mempool_init_noprof(mempool_t *pool, int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn,
46 		 mempool_free_t *free_fn, void *pool_data);
47 #define mempool_init(...)						\
48 	alloc_hooks(mempool_init_noprof(__VA_ARGS__))
49 
50 extern mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn,
51 			mempool_free_t *free_fn, void *pool_data);
52 
53 extern mempool_t *mempool_create_node_noprof(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn,
54 			mempool_free_t *free_fn, void *pool_data,
55 			gfp_t gfp_mask, int nid);
56 #define mempool_create_node(...)					\
57 	alloc_hooks(mempool_create_node_noprof(__VA_ARGS__))
58 
59 #define mempool_create(_min_nr, _alloc_fn, _free_fn, _pool_data)	\
60 	mempool_create_node(_min_nr, _alloc_fn, _free_fn, _pool_data,	\
61 			    GFP_KERNEL, NUMA_NO_NODE)
62 
63 extern int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr);
64 extern void mempool_destroy(mempool_t *pool);
65 
66 extern void *mempool_alloc_noprof(mempool_t *pool, gfp_t gfp_mask) __malloc;
67 #define mempool_alloc(...)						\
68 	alloc_hooks(mempool_alloc_noprof(__VA_ARGS__))
69 
70 extern void *mempool_alloc_preallocated(mempool_t *pool) __malloc;
71 extern void mempool_free(void *element, mempool_t *pool);
72 
73 /*
74  * A mempool_alloc_t and mempool_free_t that get the memory from
75  * a slab cache that is passed in through pool_data.
76  * Note: the slab cache may not have a ctor function.
77  */
78 void *mempool_alloc_slab(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
79 void mempool_free_slab(void *element, void *pool_data);
80 
81 #define mempool_init_slab_pool(_pool, _min_nr, _kc)			\
82 	mempool_init(_pool, (_min_nr), mempool_alloc_slab, mempool_free_slab, (void *)(_kc))
83 #define mempool_create_slab_pool(_min_nr, _kc)			\
84 	mempool_create((_min_nr), mempool_alloc_slab, mempool_free_slab, (void *)(_kc))
85 
86 /*
87  * a mempool_alloc_t and a mempool_free_t to kmalloc and kfree the
88  * amount of memory specified by pool_data
89  */
90 void *mempool_kmalloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
91 void mempool_kfree(void *element, void *pool_data);
92 
93 #define mempool_init_kmalloc_pool(_pool, _min_nr, _size)		\
94 	mempool_init(_pool, (_min_nr), mempool_kmalloc, mempool_kfree,	\
95 		     (void *)(unsigned long)(_size))
96 #define mempool_create_kmalloc_pool(_min_nr, _size)			\
97 	mempool_create((_min_nr), mempool_kmalloc, mempool_kfree,	\
98 		       (void *)(unsigned long)(_size))
99 
100 void *mempool_kvmalloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
101 void mempool_kvfree(void *element, void *pool_data);
102 
103 static inline int mempool_init_kvmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
104 {
105 	return mempool_init(pool, min_nr, mempool_kvmalloc, mempool_kvfree, (void *) size);
106 }
107 
108 static inline mempool_t *mempool_create_kvmalloc_pool(int min_nr, size_t size)
109 {
110 	return mempool_create(min_nr, mempool_kvmalloc, mempool_kvfree, (void *) size);
111 }
112 
113 /*
114  * A mempool_alloc_t and mempool_free_t for a simple page allocator that
115  * allocates pages of the order specified by pool_data
116  */
117 void *mempool_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, void *pool_data);
118 void mempool_free_pages(void *element, void *pool_data);
119 
120 #define mempool_init_page_pool(_pool, _min_nr, _order)			\
121 	mempool_init(_pool, (_min_nr), mempool_alloc_pages,		\
122 		     mempool_free_pages, (void *)(long)(_order))
123 #define mempool_create_page_pool(_min_nr, _order)			\
124 	mempool_create((_min_nr), mempool_alloc_pages,			\
125 		       mempool_free_pages, (void *)(long)(_order))
126 
127 #endif /* _LINUX_MEMPOOL_H */
128