]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/linux/slab.h
e09aa3d94a7e2cf244f707ecf167d4626304da91
[karo-tx-linux.git] / include / linux / slab.h
1 /*
2  * Written by Mark Hemment, 1996 (markhe@nextd.demon.co.uk).
3  *
4  * (C) SGI 2006, Christoph Lameter
5  *      Cleaned up and restructured to ease the addition of alternative
6  *      implementations of SLAB allocators.
7  */
8
9 #ifndef _LINUX_SLAB_H
10 #define _LINUX_SLAB_H
11
12 #include <linux/gfp.h>
13 #include <linux/types.h>
14
15 /*
16  * Flags to pass to kmem_cache_create().
17  * The ones marked DEBUG are only valid if CONFIG_SLAB_DEBUG is set.
18  */
19 #define SLAB_DEBUG_FREE         0x00000100UL    /* DEBUG: Perform (expensive) checks on free */
20 #define SLAB_RED_ZONE           0x00000400UL    /* DEBUG: Red zone objs in a cache */
21 #define SLAB_POISON             0x00000800UL    /* DEBUG: Poison objects */
22 #define SLAB_HWCACHE_ALIGN      0x00002000UL    /* Align objs on cache lines */
23 #define SLAB_CACHE_DMA          0x00004000UL    /* Use GFP_DMA memory */
24 #define SLAB_STORE_USER         0x00010000UL    /* DEBUG: Store the last owner for bug hunting */
25 #define SLAB_PANIC              0x00040000UL    /* Panic if kmem_cache_create() fails */
26 /*
27  * SLAB_DESTROY_BY_RCU - **WARNING** READ THIS!
28  *
29  * This delays freeing the SLAB page by a grace period, it does _NOT_
30  * delay object freeing. This means that if you do kmem_cache_free()
31  * that memory location is free to be reused at any time. Thus it may
32  * be possible to see another object there in the same RCU grace period.
33  *
34  * This feature only ensures the memory location backing the object
35  * stays valid, the trick to using this is relying on an independent
36  * object validation pass. Something like:
37  *
38  *  rcu_read_lock()
39  * again:
40  *  obj = lockless_lookup(key);
41  *  if (obj) {
42  *    if (!try_get_ref(obj)) // might fail for free objects
43  *      goto again;
44  *
45  *    if (obj->key != key) { // not the object we expected
46  *      put_ref(obj);
47  *      goto again;
48  *    }
49  *  }
50  *  rcu_read_unlock();
51  *
52  * See also the comment on struct slab_rcu in mm/slab.c.
53  */
54 #define SLAB_DESTROY_BY_RCU     0x00080000UL    /* Defer freeing slabs to RCU */
55 #define SLAB_MEM_SPREAD         0x00100000UL    /* Spread some memory over cpuset */
56 #define SLAB_TRACE              0x00200000UL    /* Trace allocations and frees */
57
58 /* Flag to prevent checks on free */
59 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS
60 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     0x00400000UL
61 #else
62 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     0x00000000UL
63 #endif
64
65 #define SLAB_NOLEAKTRACE        0x00800000UL    /* Avoid kmemleak tracing */
66
67 /* Don't track use of uninitialized memory */
68 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
69 # define SLAB_NOTRACK           0x01000000UL
70 #else
71 # define SLAB_NOTRACK           0x00000000UL
72 #endif
73 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
74 # define SLAB_FAILSLAB          0x02000000UL    /* Fault injection mark */
75 #else
76 # define SLAB_FAILSLAB          0x00000000UL
77 #endif
78
79 /* The following flags affect the page allocator grouping pages by mobility */
80 #define SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    0x00020000UL            /* Objects are reclaimable */
81 #define SLAB_TEMPORARY          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    /* Objects are short-lived */
82 /*
83  * ZERO_SIZE_PTR will be returned for zero sized kmalloc requests.
84  *
85  * Dereferencing ZERO_SIZE_PTR will lead to a distinct access fault.
86  *
87  * ZERO_SIZE_PTR can be passed to kfree though in the same way that NULL can.
88  * Both make kfree a no-op.
89  */
90 #define ZERO_SIZE_PTR ((void *)16)
91
92 #define ZERO_OR_NULL_PTR(x) ((unsigned long)(x) <= \
93                                 (unsigned long)ZERO_SIZE_PTR)
94
95 /*
96  * Common fields provided in kmem_cache by all slab allocators
97  * This struct is either used directly by the allocator (SLOB)
98  * or the allocator must include definitions for all fields
99  * provided in kmem_cache_common in their definition of kmem_cache.
100  *
101  * Once we can do anonymous structs (C11 standard) we could put a
102  * anonymous struct definition in these allocators so that the
103  * separate allocations in the kmem_cache structure of SLAB and
104  * SLUB is no longer needed.
105  */
106 #ifdef CONFIG_SLOB
107 struct kmem_cache {
108         unsigned int object_size;/* The original size of the object */
109         unsigned int size;      /* The aligned/padded/added on size  */
110         unsigned int align;     /* Alignment as calculated */
111         unsigned long flags;    /* Active flags on the slab */
112         const char *name;       /* Slab name for sysfs */
113         int refcount;           /* Use counter */
114         void (*ctor)(void *);   /* Called on object slot creation */
115         struct list_head list;  /* List of all slab caches on the system */
116 };
117 #endif
118
119 struct mem_cgroup;
120 /*
121  * struct kmem_cache related prototypes
122  */
123 void __init kmem_cache_init(void);
124 int slab_is_available(void);
125
126 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *, size_t, size_t,
127                         unsigned long,
128                         void (*)(void *));
129 struct kmem_cache *
130 kmem_cache_create_memcg(struct mem_cgroup *, const char *, size_t, size_t,
131                         unsigned long, void (*)(void *));
132 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *);
133 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *);
134 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *, void *);
135
136 /*
137  * Please use this macro to create slab caches. Simply specify the
138  * name of the structure and maybe some flags that are listed above.
139  *
140  * The alignment of the struct determines object alignment. If you
141  * f.e. add ____cacheline_aligned_in_smp to the struct declaration
142  * then the objects will be properly aligned in SMP configurations.
143  */
144 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags) kmem_cache_create(#__struct,\
145                 sizeof(struct __struct), __alignof__(struct __struct),\
146                 (__flags), NULL)
147
148 /*
149  * The largest kmalloc size supported by the slab allocators is
150  * 32 megabyte (2^25) or the maximum allocatable page order if that is
151  * less than 32 MB.
152  *
153  * WARNING: Its not easy to increase this value since the allocators have
154  * to do various tricks to work around compiler limitations in order to
155  * ensure proper constant folding.
156  */
157 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      ((MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) <= 25 ? \
158                                 (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) : 25)
159
160 #define KMALLOC_MAX_SIZE        (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
161 #define KMALLOC_MAX_ORDER       (KMALLOC_SHIFT_HIGH - PAGE_SHIFT)
162
163 /*
164  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
165  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
166  * Setting ARCH_KMALLOC_MINALIGN in arch headers allows that.
167  */
168 #ifdef ARCH_DMA_MINALIGN
169 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN ARCH_DMA_MINALIGN
170 #else
171 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
172 #endif
173
174 /*
175  * Setting ARCH_SLAB_MINALIGN in arch headers allows a different alignment.
176  * Intended for arches that get misalignment faults even for 64 bit integer
177  * aligned buffers.
178  */
179 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
180 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
181 #endif
182
183 #include <linux/workqueue.h>
184 /*
185  * This is the main placeholder for memcg-related information in kmem caches.
186  * struct kmem_cache will hold a pointer to it, so the memory cost while
187  * disabled is 1 pointer. The runtime cost while enabled, gets bigger than it
188  * would otherwise be if that would be bundled in kmem_cache: we'll need an
189  * extra pointer chase. But the trade off clearly lays in favor of not
190  * penalizing non-users.
191  *
192  * Both the root cache and the child caches will have it. For the root cache,
193  * this will hold a dynamically allocated array large enough to hold
194  * information about the currently limited memcgs in the system.
195  *
196  * Child caches will hold extra metadata needed for its operation. Fields are:
197  *
198  * @memcg: pointer to the memcg this cache belongs to
199  * @list: list_head for the list of all caches in this memcg
200  * @root_cache: pointer to the global, root cache, this cache was derived from
201  * @dead: set to true after the memcg dies; the cache may still be around.
202  * @nr_pages: number of pages that belongs to this cache.
203  * @destroy: worker to be called whenever we are ready, or believe we may be
204  *           ready, to destroy this cache.
205  */
206 struct memcg_cache_params {
207         bool is_root_cache;
208         union {
209                 struct kmem_cache *memcg_caches[0];
210                 struct {
211                         struct mem_cgroup *memcg;
212                         struct list_head list;
213                         struct kmem_cache *root_cache;
214                         bool dead;
215                         atomic_t nr_pages;
216                         struct delayed_work destroy;
217                 };
218         };
219 };
220
221 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs);
222
223 /*
224  * Common kmalloc functions provided by all allocators
225  */
226 void * __must_check __krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
227 void * __must_check krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
228 void kfree(const void *);
229 void kzfree(const void *);
230 size_t ksize(const void *);
231
232 /*
233  * Allocator specific definitions. These are mainly used to establish optimized
234  * ways to convert kmalloc() calls to kmem_cache_alloc() invocations by
235  * selecting the appropriate general cache at compile time.
236  *
237  * Allocators must define at least:
238  *
239  *      kmem_cache_alloc()
240  *      __kmalloc()
241  *      kmalloc()
242  *
243  * Those wishing to support NUMA must also define:
244  *
245  *      kmem_cache_alloc_node()
246  *      kmalloc_node()
247  *
248  * See each allocator definition file for additional comments and
249  * implementation notes.
250  */
251 #ifdef CONFIG_SLUB
252 #include <linux/slub_def.h>
253 #elif defined(CONFIG_SLOB)
254 #include <linux/slob_def.h>
255 #else
256 #include <linux/slab_def.h>
257 #endif
258
259 /**
260  * kmalloc_array - allocate memory for an array.
261  * @n: number of elements.
262  * @size: element size.
263  * @flags: the type of memory to allocate.
264  *
265  * The @flags argument may be one of:
266  *
267  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
268  *
269  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
270  *
271  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  May use emergency pools.
272  *   For example, use this inside interrupt handlers.
273  *
274  * %GFP_HIGHUSER - Allocate pages from high memory.
275  *
276  * %GFP_NOIO - Do not do any I/O at all while trying to get memory.
277  *
278  * %GFP_NOFS - Do not make any fs calls while trying to get memory.
279  *
280  * %GFP_NOWAIT - Allocation will not sleep.
281  *
282  * %GFP_THISNODE - Allocate node-local memory only.
283  *
284  * %GFP_DMA - Allocation suitable for DMA.
285  *   Should only be used for kmalloc() caches. Otherwise, use a
286  *   slab created with SLAB_DMA.
287  *
288  * Also it is possible to set different flags by OR'ing
289  * in one or more of the following additional @flags:
290  *
291  * %__GFP_COLD - Request cache-cold pages instead of
292  *   trying to return cache-warm pages.
293  *
294  * %__GFP_HIGH - This allocation has high priority and may use emergency pools.
295  *
296  * %__GFP_NOFAIL - Indicate that this allocation is in no way allowed to fail
297  *   (think twice before using).
298  *
299  * %__GFP_NORETRY - If memory is not immediately available,
300  *   then give up at once.
301  *
302  * %__GFP_NOWARN - If allocation fails, don't issue any warnings.
303  *
304  * %__GFP_REPEAT - If allocation fails initially, try once more before failing.
305  *
306  * There are other flags available as well, but these are not intended
307  * for general use, and so are not documented here. For a full list of
308  * potential flags, always refer to linux/gfp.h.
309  */
310 static inline void *kmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
311 {
312         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
313                 return NULL;
314         return __kmalloc(n * size, flags);
315 }
316
317 /**
318  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
319  * @n: number of elements.
320  * @size: element size.
321  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
322  */
323 static inline void *kcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
324 {
325         return kmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
326 }
327
328 #if !defined(CONFIG_NUMA) && !defined(CONFIG_SLOB)
329 /**
330  * kmalloc_node - allocate memory from a specific node
331  * @size: how many bytes of memory are required.
332  * @flags: the type of memory to allocate (see kcalloc).
333  * @node: node to allocate from.
334  *
335  * kmalloc() for non-local nodes, used to allocate from a specific node
336  * if available. Equivalent to kmalloc() in the non-NUMA single-node
337  * case.
338  */
339 static inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
340 {
341         return kmalloc(size, flags);
342 }
343
344 static inline void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
345 {
346         return __kmalloc(size, flags);
347 }
348
349 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
350
351 static inline void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
352                                         gfp_t flags, int node)
353 {
354         return kmem_cache_alloc(cachep, flags);
355 }
356 #endif /* !CONFIG_NUMA && !CONFIG_SLOB */
357
358 /*
359  * kmalloc_track_caller is a special version of kmalloc that records the
360  * calling function of the routine calling it for slab leak tracking instead
361  * of just the calling function (confusing, eh?).
362  * It's useful when the call to kmalloc comes from a widely-used standard
363  * allocator where we care about the real place the memory allocation
364  * request comes from.
365  */
366 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB) || \
367         (defined(CONFIG_SLAB) && defined(CONFIG_TRACING)) || \
368         (defined(CONFIG_SLOB) && defined(CONFIG_TRACING))
369 extern void *__kmalloc_track_caller(size_t, gfp_t, unsigned long);
370 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
371         __kmalloc_track_caller(size, flags, _RET_IP_)
372 #else
373 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
374         __kmalloc(size, flags)
375 #endif /* DEBUG_SLAB */
376
377 #ifdef CONFIG_NUMA
378 /*
379  * kmalloc_node_track_caller is a special version of kmalloc_node that
380  * records the calling function of the routine calling it for slab leak
381  * tracking instead of just the calling function (confusing, eh?).
382  * It's useful when the call to kmalloc_node comes from a widely-used
383  * standard allocator where we care about the real place the memory
384  * allocation request comes from.
385  */
386 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB) || \
387         (defined(CONFIG_SLAB) && defined(CONFIG_TRACING)) || \
388         (defined(CONFIG_SLOB) && defined(CONFIG_TRACING))
389 extern void *__kmalloc_node_track_caller(size_t, gfp_t, int, unsigned long);
390 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
391         __kmalloc_node_track_caller(size, flags, node, \
392                         _RET_IP_)
393 #else
394 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
395         __kmalloc_node(size, flags, node)
396 #endif
397
398 #else /* CONFIG_NUMA */
399
400 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
401         kmalloc_track_caller(size, flags)
402
403 #endif /* CONFIG_NUMA */
404
405 /*
406  * Shortcuts
407  */
408 static inline void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *k, gfp_t flags)
409 {
410         return kmem_cache_alloc(k, flags | __GFP_ZERO);
411 }
412
413 /**
414  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
415  * @size: how many bytes of memory are required.
416  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
417  */
418 static inline void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)
419 {
420         return kmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
421 }
422
423 /**
424  * kzalloc_node - allocate zeroed memory from a particular memory node.
425  * @size: how many bytes of memory are required.
426  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
427  * @node: memory node from which to allocate
428  */
429 static inline void *kzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
430 {
431         return kmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
432 }
433
434 /*
435  * Determine the size of a slab object
436  */
437 static inline unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
438 {
439         return s->object_size;
440 }
441
442 void __init kmem_cache_init_late(void);
443
444 #endif  /* _LINUX_SLAB_H */