Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / gfp_types.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef __LINUX_GFP_TYPES_H
3 #define __LINUX_GFP_TYPES_H
4
5 /* The typedef is in types.h but we want the documentation here */
6 #if 0
7 /**
8  * typedef gfp_t - Memory allocation flags.
9  *
10  * GFP flags are commonly used throughout Linux to indicate how memory
11  * should be allocated.  The GFP acronym stands for get_free_pages(),
12  * the underlying memory allocation function.  Not every GFP flag is
13  * supported by every function which may allocate memory.  Most users
14  * will want to use a plain ``GFP_KERNEL``.
15  */
16 typedef unsigned int __bitwise gfp_t;
17 #endif
18
19 /*
20  * In case of changes, please don't forget to update
21  * include/trace/events/mmflags.h and tools/perf/builtin-kmem.c
22  */
23
24 enum {
25         ___GFP_DMA_BIT,
26         ___GFP_HIGHMEM_BIT,
27         ___GFP_DMA32_BIT,
28         ___GFP_MOVABLE_BIT,
29         ___GFP_RECLAIMABLE_BIT,
30         ___GFP_HIGH_BIT,
31         ___GFP_IO_BIT,
32         ___GFP_FS_BIT,
33         ___GFP_ZERO_BIT,
34         ___GFP_UNUSED_BIT,      /* 0x200u unused */
35         ___GFP_DIRECT_RECLAIM_BIT,
36         ___GFP_KSWAPD_RECLAIM_BIT,
37         ___GFP_WRITE_BIT,
38         ___GFP_NOWARN_BIT,
39         ___GFP_RETRY_MAYFAIL_BIT,
40         ___GFP_NOFAIL_BIT,
41         ___GFP_NORETRY_BIT,
42         ___GFP_MEMALLOC_BIT,
43         ___GFP_COMP_BIT,
44         ___GFP_NOMEMALLOC_BIT,
45         ___GFP_HARDWALL_BIT,
46         ___GFP_THISNODE_BIT,
47         ___GFP_ACCOUNT_BIT,
48         ___GFP_ZEROTAGS_BIT,
49 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
50         ___GFP_SKIP_ZERO_BIT,
51         ___GFP_SKIP_KASAN_BIT,
52 #endif
53 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
54         ___GFP_NOLOCKDEP_BIT,
55 #endif
56         ___GFP_LAST_BIT
57 };
58
59 /* Plain integer GFP bitmasks. Do not use this directly. */
60 #define ___GFP_DMA              BIT(___GFP_DMA_BIT)
61 #define ___GFP_HIGHMEM          BIT(___GFP_HIGHMEM_BIT)
62 #define ___GFP_DMA32            BIT(___GFP_DMA32_BIT)
63 #define ___GFP_MOVABLE          BIT(___GFP_MOVABLE_BIT)
64 #define ___GFP_RECLAIMABLE      BIT(___GFP_RECLAIMABLE_BIT)
65 #define ___GFP_HIGH             BIT(___GFP_HIGH_BIT)
66 #define ___GFP_IO               BIT(___GFP_IO_BIT)
67 #define ___GFP_FS               BIT(___GFP_FS_BIT)
68 #define ___GFP_ZERO             BIT(___GFP_ZERO_BIT)
69 /* 0x200u unused */
70 #define ___GFP_DIRECT_RECLAIM   BIT(___GFP_DIRECT_RECLAIM_BIT)
71 #define ___GFP_KSWAPD_RECLAIM   BIT(___GFP_KSWAPD_RECLAIM_BIT)
72 #define ___GFP_WRITE            BIT(___GFP_WRITE_BIT)
73 #define ___GFP_NOWARN           BIT(___GFP_NOWARN_BIT)
74 #define ___GFP_RETRY_MAYFAIL    BIT(___GFP_RETRY_MAYFAIL_BIT)
75 #define ___GFP_NOFAIL           BIT(___GFP_NOFAIL_BIT)
76 #define ___GFP_NORETRY          BIT(___GFP_NORETRY_BIT)
77 #define ___GFP_MEMALLOC         BIT(___GFP_MEMALLOC_BIT)
78 #define ___GFP_COMP             BIT(___GFP_COMP_BIT)
79 #define ___GFP_NOMEMALLOC       BIT(___GFP_NOMEMALLOC_BIT)
80 #define ___GFP_HARDWALL         BIT(___GFP_HARDWALL_BIT)
81 #define ___GFP_THISNODE         BIT(___GFP_THISNODE_BIT)
82 #define ___GFP_ACCOUNT          BIT(___GFP_ACCOUNT_BIT)
83 #define ___GFP_ZEROTAGS         BIT(___GFP_ZEROTAGS_BIT)
84 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
85 #define ___GFP_SKIP_ZERO        BIT(___GFP_SKIP_ZERO_BIT)
86 #define ___GFP_SKIP_KASAN       BIT(___GFP_SKIP_KASAN_BIT)
87 #else
88 #define ___GFP_SKIP_ZERO        0
89 #define ___GFP_SKIP_KASAN       0
90 #endif
91 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
92 #define ___GFP_NOLOCKDEP        BIT(___GFP_NOLOCKDEP_BIT)
93 #else
94 #define ___GFP_NOLOCKDEP        0
95 #endif
96
97 /*
98  * Physical address zone modifiers (see linux/mmzone.h - low four bits)
99  *
100  * Do not put any conditional on these. If necessary modify the definitions
101  * without the underscores and use them consistently. The definitions here may
102  * be used in bit comparisons.
103  */
104 #define __GFP_DMA       ((__force gfp_t)___GFP_DMA)
105 #define __GFP_HIGHMEM   ((__force gfp_t)___GFP_HIGHMEM)
106 #define __GFP_DMA32     ((__force gfp_t)___GFP_DMA32)
107 #define __GFP_MOVABLE   ((__force gfp_t)___GFP_MOVABLE)  /* ZONE_MOVABLE allowed */
108 #define GFP_ZONEMASK    (__GFP_DMA|__GFP_HIGHMEM|__GFP_DMA32|__GFP_MOVABLE)
109
110 /**
111  * DOC: Page mobility and placement hints
112  *
113  * Page mobility and placement hints
114  * ---------------------------------
115  *
116  * These flags provide hints about how mobile the page is. Pages with similar
117  * mobility are placed within the same pageblocks to minimise problems due
118  * to external fragmentation.
119  *
120  * %__GFP_MOVABLE (also a zone modifier) indicates that the page can be
121  * moved by page migration during memory compaction or can be reclaimed.
122  *
123  * %__GFP_RECLAIMABLE is used for slab allocations that specify
124  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT and whose pages can be freed via shrinkers.
125  *
126  * %__GFP_WRITE indicates the caller intends to dirty the page. Where possible,
127  * these pages will be spread between local zones to avoid all the dirty
128  * pages being in one zone (fair zone allocation policy).
129  *
130  * %__GFP_HARDWALL enforces the cpuset memory allocation policy.
131  *
132  * %__GFP_THISNODE forces the allocation to be satisfied from the requested
133  * node with no fallbacks or placement policy enforcements.
134  *
135  * %__GFP_ACCOUNT causes the allocation to be accounted to kmemcg.
136  */
137 #define __GFP_RECLAIMABLE ((__force gfp_t)___GFP_RECLAIMABLE)
138 #define __GFP_WRITE     ((__force gfp_t)___GFP_WRITE)
139 #define __GFP_HARDWALL   ((__force gfp_t)___GFP_HARDWALL)
140 #define __GFP_THISNODE  ((__force gfp_t)___GFP_THISNODE)
141 #define __GFP_ACCOUNT   ((__force gfp_t)___GFP_ACCOUNT)
142
143 /**
144  * DOC: Watermark modifiers
145  *
146  * Watermark modifiers -- controls access to emergency reserves
147  * ------------------------------------------------------------
148  *
149  * %__GFP_HIGH indicates that the caller is high-priority and that granting
150  * the request is necessary before the system can make forward progress.
151  * For example creating an IO context to clean pages and requests
152  * from atomic context.
153  *
154  * %__GFP_MEMALLOC allows access to all memory. This should only be used when
155  * the caller guarantees the allocation will allow more memory to be freed
156  * very shortly e.g. process exiting or swapping. Users either should
157  * be the MM or co-ordinating closely with the VM (e.g. swap over NFS).
158  * Users of this flag have to be extremely careful to not deplete the reserve
159  * completely and implement a throttling mechanism which controls the
160  * consumption of the reserve based on the amount of freed memory.
161  * Usage of a pre-allocated pool (e.g. mempool) should be always considered
162  * before using this flag.
163  *
164  * %__GFP_NOMEMALLOC is used to explicitly forbid access to emergency reserves.
165  * This takes precedence over the %__GFP_MEMALLOC flag if both are set.
166  */
167 #define __GFP_HIGH      ((__force gfp_t)___GFP_HIGH)
168 #define __GFP_MEMALLOC  ((__force gfp_t)___GFP_MEMALLOC)
169 #define __GFP_NOMEMALLOC ((__force gfp_t)___GFP_NOMEMALLOC)
170
171 /**
172  * DOC: Reclaim modifiers
173  *
174  * Reclaim modifiers
175  * -----------------
176  * Please note that all the following flags are only applicable to sleepable
177  * allocations (e.g. %GFP_NOWAIT and %GFP_ATOMIC will ignore them).
178  *
179  * %__GFP_IO can start physical IO.
180  *
181  * %__GFP_FS can call down to the low-level FS. Clearing the flag avoids the
182  * allocator recursing into the filesystem which might already be holding
183  * locks.
184  *
185  * %__GFP_DIRECT_RECLAIM indicates that the caller may enter direct reclaim.
186  * This flag can be cleared to avoid unnecessary delays when a fallback
187  * option is available.
188  *
189  * %__GFP_KSWAPD_RECLAIM indicates that the caller wants to wake kswapd when
190  * the low watermark is reached and have it reclaim pages until the high
191  * watermark is reached. A caller may wish to clear this flag when fallback
192  * options are available and the reclaim is likely to disrupt the system. The
193  * canonical example is THP allocation where a fallback is cheap but
194  * reclaim/compaction may cause indirect stalls.
195  *
196  * %__GFP_RECLAIM is shorthand to allow/forbid both direct and kswapd reclaim.
197  *
198  * The default allocator behavior depends on the request size. We have a concept
199  * of so-called costly allocations (with order > %PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER).
200  * !costly allocations are too essential to fail so they are implicitly
201  * non-failing by default (with some exceptions like OOM victims might fail so
202  * the caller still has to check for failures) while costly requests try to be
203  * not disruptive and back off even without invoking the OOM killer.
204  * The following three modifiers might be used to override some of these
205  * implicit rules.
206  *
207  * %__GFP_NORETRY: The VM implementation will try only very lightweight
208  * memory direct reclaim to get some memory under memory pressure (thus
209  * it can sleep). It will avoid disruptive actions like OOM killer. The
210  * caller must handle the failure which is quite likely to happen under
211  * heavy memory pressure. The flag is suitable when failure can easily be
212  * handled at small cost, such as reduced throughput.
213  *
214  * %__GFP_RETRY_MAYFAIL: The VM implementation will retry memory reclaim
215  * procedures that have previously failed if there is some indication
216  * that progress has been made elsewhere.  It can wait for other
217  * tasks to attempt high-level approaches to freeing memory such as
218  * compaction (which removes fragmentation) and page-out.
219  * There is still a definite limit to the number of retries, but it is
220  * a larger limit than with %__GFP_NORETRY.
221  * Allocations with this flag may fail, but only when there is
222  * genuinely little unused memory. While these allocations do not
223  * directly trigger the OOM killer, their failure indicates that
224  * the system is likely to need to use the OOM killer soon.  The
225  * caller must handle failure, but can reasonably do so by failing
226  * a higher-level request, or completing it only in a much less
227  * efficient manner.
228  * If the allocation does fail, and the caller is in a position to
229  * free some non-essential memory, doing so could benefit the system
230  * as a whole.
231  *
232  * %__GFP_NOFAIL: The VM implementation _must_ retry infinitely: the caller
233  * cannot handle allocation failures. The allocation could block
234  * indefinitely but will never return with failure. Testing for
235  * failure is pointless.
236  * New users should be evaluated carefully (and the flag should be
237  * used only when there is no reasonable failure policy) but it is
238  * definitely preferable to use the flag rather than opencode endless
239  * loop around allocator.
240  * Using this flag for costly allocations is _highly_ discouraged.
241  */
242 #define __GFP_IO        ((__force gfp_t)___GFP_IO)
243 #define __GFP_FS        ((__force gfp_t)___GFP_FS)
244 #define __GFP_DIRECT_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_DIRECT_RECLAIM) /* Caller can reclaim */
245 #define __GFP_KSWAPD_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_KSWAPD_RECLAIM) /* kswapd can wake */
246 #define __GFP_RECLAIM ((__force gfp_t)(___GFP_DIRECT_RECLAIM|___GFP_KSWAPD_RECLAIM))
247 #define __GFP_RETRY_MAYFAIL     ((__force gfp_t)___GFP_RETRY_MAYFAIL)
248 #define __GFP_NOFAIL    ((__force gfp_t)___GFP_NOFAIL)
249 #define __GFP_NORETRY   ((__force gfp_t)___GFP_NORETRY)
250
251 /**
252  * DOC: Action modifiers
253  *
254  * Action modifiers
255  * ----------------
256  *
257  * %__GFP_NOWARN suppresses allocation failure reports.
258  *
259  * %__GFP_COMP address compound page metadata.
260  *
261  * %__GFP_ZERO returns a zeroed page on success.
262  *
263  * %__GFP_ZEROTAGS zeroes memory tags at allocation time if the memory itself
264  * is being zeroed (either via __GFP_ZERO or via init_on_alloc, provided that
265  * __GFP_SKIP_ZERO is not set). This flag is intended for optimization: setting
266  * memory tags at the same time as zeroing memory has minimal additional
267  * performance impact.
268  *
269  * %__GFP_SKIP_KASAN makes KASAN skip unpoisoning on page allocation.
270  * Used for userspace and vmalloc pages; the latter are unpoisoned by
271  * kasan_unpoison_vmalloc instead. For userspace pages, results in
272  * poisoning being skipped as well, see should_skip_kasan_poison for
273  * details. Only effective in HW_TAGS mode.
274  */
275 #define __GFP_NOWARN    ((__force gfp_t)___GFP_NOWARN)
276 #define __GFP_COMP      ((__force gfp_t)___GFP_COMP)
277 #define __GFP_ZERO      ((__force gfp_t)___GFP_ZERO)
278 #define __GFP_ZEROTAGS  ((__force gfp_t)___GFP_ZEROTAGS)
279 #define __GFP_SKIP_ZERO ((__force gfp_t)___GFP_SKIP_ZERO)
280 #define __GFP_SKIP_KASAN ((__force gfp_t)___GFP_SKIP_KASAN)
281
282 /* Disable lockdep for GFP context tracking */
283 #define __GFP_NOLOCKDEP ((__force gfp_t)___GFP_NOLOCKDEP)
284
285 /* Room for N __GFP_FOO bits */
286 #define __GFP_BITS_SHIFT ___GFP_LAST_BIT
287 #define __GFP_BITS_MASK ((__force gfp_t)((1 << __GFP_BITS_SHIFT) - 1))
288
289 /**
290  * DOC: Useful GFP flag combinations
291  *
292  * Useful GFP flag combinations
293  * ----------------------------
294  *
295  * Useful GFP flag combinations that are commonly used. It is recommended
296  * that subsystems start with one of these combinations and then set/clear
297  * %__GFP_FOO flags as necessary.
298  *
299  * %GFP_ATOMIC users can not sleep and need the allocation to succeed. A lower
300  * watermark is applied to allow access to "atomic reserves".
301  * The current implementation doesn't support NMI and few other strict
302  * non-preemptive contexts (e.g. raw_spin_lock). The same applies to %GFP_NOWAIT.
303  *
304  * %GFP_KERNEL is typical for kernel-internal allocations. The caller requires
305  * %ZONE_NORMAL or a lower zone for direct access but can direct reclaim.
306  *
307  * %GFP_KERNEL_ACCOUNT is the same as GFP_KERNEL, except the allocation is
308  * accounted to kmemcg.
309  *
310  * %GFP_NOWAIT is for kernel allocations that should not stall for direct
311  * reclaim, start physical IO or use any filesystem callback.  It is very
312  * likely to fail to allocate memory, even for very small allocations.
313  *
314  * %GFP_NOIO will use direct reclaim to discard clean pages or slab pages
315  * that do not require the starting of any physical IO.
316  * Please try to avoid using this flag directly and instead use
317  * memalloc_noio_{save,restore} to mark the whole scope which cannot
318  * perform any IO with a short explanation why. All allocation requests
319  * will inherit GFP_NOIO implicitly.
320  *
321  * %GFP_NOFS will use direct reclaim but will not use any filesystem interfaces.
322  * Please try to avoid using this flag directly and instead use
323  * memalloc_nofs_{save,restore} to mark the whole scope which cannot/shouldn't
324  * recurse into the FS layer with a short explanation why. All allocation
325  * requests will inherit GFP_NOFS implicitly.
326  *
327  * %GFP_USER is for userspace allocations that also need to be directly
328  * accessibly by the kernel or hardware. It is typically used by hardware
329  * for buffers that are mapped to userspace (e.g. graphics) that hardware
330  * still must DMA to. cpuset limits are enforced for these allocations.
331  *
332  * %GFP_DMA exists for historical reasons and should be avoided where possible.
333  * The flags indicates that the caller requires that the lowest zone be
334  * used (%ZONE_DMA or 16M on x86-64). Ideally, this would be removed but
335  * it would require careful auditing as some users really require it and
336  * others use the flag to avoid lowmem reserves in %ZONE_DMA and treat the
337  * lowest zone as a type of emergency reserve.
338  *
339  * %GFP_DMA32 is similar to %GFP_DMA except that the caller requires a 32-bit
340  * address. Note that kmalloc(..., GFP_DMA32) does not return DMA32 memory
341  * because the DMA32 kmalloc cache array is not implemented.
342  * (Reason: there is no such user in kernel).
343  *
344  * %GFP_HIGHUSER is for userspace allocations that may be mapped to userspace,
345  * do not need to be directly accessible by the kernel but that cannot
346  * move once in use. An example may be a hardware allocation that maps
347  * data directly into userspace but has no addressing limitations.
348  *
349  * %GFP_HIGHUSER_MOVABLE is for userspace allocations that the kernel does not
350  * need direct access to but can use kmap() when access is required. They
351  * are expected to be movable via page reclaim or page migration. Typically,
352  * pages on the LRU would also be allocated with %GFP_HIGHUSER_MOVABLE.
353  *
354  * %GFP_TRANSHUGE and %GFP_TRANSHUGE_LIGHT are used for THP allocations. They
355  * are compound allocations that will generally fail quickly if memory is not
356  * available and will not wake kswapd/kcompactd on failure. The _LIGHT
357  * version does not attempt reclaim/compaction at all and is by default used
358  * in page fault path, while the non-light is used by khugepaged.
359  */
360 #define GFP_ATOMIC      (__GFP_HIGH|__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
361 #define GFP_KERNEL      (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO | __GFP_FS)
362 #define GFP_KERNEL_ACCOUNT (GFP_KERNEL | __GFP_ACCOUNT)
363 #define GFP_NOWAIT      (__GFP_KSWAPD_RECLAIM | __GFP_NOWARN)
364 #define GFP_NOIO        (__GFP_RECLAIM)
365 #define GFP_NOFS        (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO)
366 #define GFP_USER        (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO | __GFP_FS | __GFP_HARDWALL)
367 #define GFP_DMA         __GFP_DMA
368 #define GFP_DMA32       __GFP_DMA32
369 #define GFP_HIGHUSER    (GFP_USER | __GFP_HIGHMEM)
370 #define GFP_HIGHUSER_MOVABLE    (GFP_HIGHUSER | __GFP_MOVABLE | __GFP_SKIP_KASAN)
371 #define GFP_TRANSHUGE_LIGHT     ((GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_COMP | \
372                          __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_RECLAIM)
373 #define GFP_TRANSHUGE   (GFP_TRANSHUGE_LIGHT | __GFP_DIRECT_RECLAIM)
374
375 #endif /* __LINUX_GFP_TYPES_H */