include/linux/slab.h

   1 /*
   2  * Written by Mark Hemment, 1996 (markhe@nextd.demon.co.uk).
   3  *
   4  * (C) SGI 2006, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
   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 #ifdef __KERNEL__
  13
  14 #include <linux/gfp.h>
  15 #include <linux/types.h>
  16
  17 /*
  18  * Flags to pass to kmem_cache_create().
  19  * The ones marked DEBUG are only valid if CONFIG_SLAB_DEBUG is set.
  20  */
  21 #define SLAB_DEBUG_FREE         0x00000100UL    /* DEBUG: Perform (expensive) checks on free */
  22 #define SLAB_RED_ZONE           0x00000400UL    /* DEBUG: Red zone objs in a cache */
  23 #define SLAB_POISON             0x00000800UL    /* DEBUG: Poison objects */
  24 #define SLAB_HWCACHE_ALIGN      0x00002000UL    /* Align objs on cache lines */
  25 #define SLAB_CACHE_DMA          0x00004000UL    /* Use GFP_DMA memory */
  26 #define SLAB_STORE_USER         0x00010000UL    /* DEBUG: Store the last owner for bug hunting */
  27 #define SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    0x00020000UL    /* Objects are reclaimable */
  28 #define SLAB_PANIC              0x00040000UL    /* Panic if kmem_cache_create() fails */
  29 #define SLAB_DESTROY_BY_RCU     0x00080000UL    /* Defer freeing slabs to RCU */
  30 #define SLAB_MEM_SPREAD         0x00100000UL    /* Spread some memory over cpuset */
  31 #define SLAB_TRACE              0x00200000UL    /* Trace allocations and frees */
  32
  33 /*
  34  * ZERO_SIZE_PTR will be returned for zero sized kmalloc requests.
  35  *
  36  * Dereferencing ZERO_SIZE_PTR will lead to a distinct access fault.
  37  *
  38  * ZERO_SIZE_PTR can be passed to kfree though in the same way that NULL can.
  39  * Both make kfree a no-op.
  40  */
  41 #define ZERO_SIZE_PTR ((void *)16)
  42
  43 #define ZERO_OR_NULL_PTR(x) ((unsigned long)(x) < \
  44                                 (unsigned long)ZERO_SIZE_PTR)
  45
  46 /*
  47  * struct kmem_cache related prototypes
  48  */
  49 void __init kmem_cache_init(void);
  50 int slab_is_available(void);
  51
  52 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *, size_t, size_t,
  53                         unsigned long,
  54                         void (*)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
  55                         void (*)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long));
  56 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *);
  57 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *);
  58 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *, void *);
  59 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *);
  60 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *);
  61 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr);
  62
  63 /*
  64  * Please use this macro to create slab caches. Simply specify the
  65  * name of the structure and maybe some flags that are listed above.
  66  *
  67  * The alignment of the struct determines object alignment. If you
  68  * f.e. add ____cacheline_aligned_in_smp to the struct declaration
  69  * then the objects will be properly aligned in SMP configurations.
  70  */
  71 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags) kmem_cache_create(#__struct,\
  72                 sizeof(struct __struct), __alignof__(struct __struct),\
  73                 (__flags), NULL, NULL)
  74
  75 /*
  76  * The largest kmalloc size supported by the slab allocators is
  77  * 32 megabyte (2^25) or the maximum allocatable page order if that is
  78  * less than 32 MB.
  79  *
  80  * WARNING: Its not easy to increase this value since the allocators have
  81  * to do various tricks to work around compiler limitations in order to
  82  * ensure proper constant folding.
  83  */
  84 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      ((MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) <= 25 ? \
  85                                 (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) : 25)
  86
  87 #define KMALLOC_MAX_SIZE        (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
  88 #define KMALLOC_MAX_ORDER       (KMALLOC_SHIFT_HIGH - PAGE_SHIFT)
  89
  90 /*
  91  * Common kmalloc functions provided by all allocators
  92  */
  93 void * __must_check krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
  94 void kfree(const void *);
  95 size_t ksize(const void *);
  96
  97 /*
  98  * Allocator specific definitions. These are mainly used to establish optimized
  99  * ways to convert kmalloc() calls to kmem_cache_alloc() invocations by
 100  * selecting the appropriate general cache at compile time.
 101  *
 102  * Allocators must define at least:
 103  *
 104  *      kmem_cache_alloc()
 105  *      __kmalloc()
 106  *      kmalloc()
 107  *
 108  * Those wishing to support NUMA must also define:
 109  *
 110  *      kmem_cache_alloc_node()
 111  *      kmalloc_node()
 112  *
 113  * See each allocator definition file for additional comments and
 114  * implementation notes.
 115  */
 116 #ifdef CONFIG_SLUB
 117 #include <linux/slub_def.h>
 118 #elif defined(CONFIG_SLOB)
 119 #include <linux/slob_def.h>
 120 #else
 121 #include <linux/slab_def.h>
 122 #endif
 123
 124 /**
 125  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
 126  * @n: number of elements.
 127  * @size: element size.
 128  * @flags: the type of memory to allocate.
 129  *
 130  * The @flags argument may be one of:
 131  *
 132  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
 133  *
 134  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
 135  *
 136  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  May use emergency pools.
 137  *   For example, use this inside interrupt handlers.
 138  *
 139  * %GFP_HIGHUSER - Allocate pages from high memory.
 140  *
 141  * %GFP_NOIO - Do not do any I/O at all while trying to get memory.
 142  *
 143  * %GFP_NOFS - Do not make any fs calls while trying to get memory.
 144  *
 145  * %GFP_NOWAIT - Allocation will not sleep.
 146  *
 147  * %GFP_THISNODE - Allocate node-local memory only.
 148  *
 149  * %GFP_DMA - Allocation suitable for DMA.
 150  *   Should only be used for kmalloc() caches. Otherwise, use a
 151  *   slab created with SLAB_DMA.
 152  *
 153  * Also it is possible to set different flags by OR'ing
 154  * in one or more of the following additional @flags:
 155  *
 156  * %__GFP_COLD - Request cache-cold pages instead of
 157  *   trying to return cache-warm pages.
 158  *
 159  * %__GFP_HIGH - This allocation has high priority and may use emergency pools.
 160  *
 161  * %__GFP_NOFAIL - Indicate that this allocation is in no way allowed to fail
 162  *   (think twice before using).
 163  *
 164  * %__GFP_NORETRY - If memory is not immediately available,
 165  *   then give up at once.
 166  *
 167  * %__GFP_NOWARN - If allocation fails, don't issue any warnings.
 168  *
 169  * %__GFP_REPEAT - If allocation fails initially, try once more before failing.
 170  *
 171  * There are other flags available as well, but these are not intended
 172  * for general use, and so are not documented here. For a full list of
 173  * potential flags, always refer to linux/gfp.h.
 174  */
 175 static inline void *kcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
 176 {
 177         if (n != 0 && size > ULONG_MAX / n)
 178                 return NULL;
 179         return __kmalloc(n * size, flags | __GFP_ZERO);
 180 }
 181
 182 #if !defined(CONFIG_NUMA) && !defined(CONFIG_SLOB)
 183 /**
 184  * kmalloc_node - allocate memory from a specific node
 185  * @size: how many bytes of memory are required.
 186  * @flags: the type of memory to allocate (see kcalloc).
 187  * @node: node to allocate from.
 188  *
 189  * kmalloc() for non-local nodes, used to allocate from a specific node
 190  * if available. Equivalent to kmalloc() in the non-NUMA single-node
 191  * case.
 192  */
 193 static inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 194 {
 195         return kmalloc(size, flags);
 196 }
 197
 198 static inline void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 199 {
 200         return __kmalloc(size, flags);
 201 }
 202
 203 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
 204
 205 static inline void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
 206                                         gfp_t flags, int node)
 207 {
 208         return kmem_cache_alloc(cachep, flags);
 209 }
 210 #endif /* !CONFIG_NUMA && !CONFIG_SLOB */
 211
 212 /*
 213  * kmalloc_track_caller is a special version of kmalloc that records the
 214  * calling function of the routine calling it for slab leak tracking instead
 215  * of just the calling function (confusing, eh?).
 216  * It's useful when the call to kmalloc comes from a widely-used standard
 217  * allocator where we care about the real place the memory allocation
 218  * request comes from.
 219  */
 220 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB)
 221 extern void *__kmalloc_track_caller(size_t, gfp_t, void*);
 222 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
 223         __kmalloc_track_caller(size, flags, __builtin_return_address(0))
 224 #else
 225 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
 226         __kmalloc(size, flags)
 227 #endif /* DEBUG_SLAB */
 228
 229 #ifdef CONFIG_NUMA
 230 /*
 231  * kmalloc_node_track_caller is a special version of kmalloc_node that
 232  * records the calling function of the routine calling it for slab leak
 233  * tracking instead of just the calling function (confusing, eh?).
 234  * It's useful when the call to kmalloc_node comes from a widely-used
 235  * standard allocator where we care about the real place the memory
 236  * allocation request comes from.
 237  */
 238 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB)
 239 extern void *__kmalloc_node_track_caller(size_t, gfp_t, int, void *);
 240 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
 241         __kmalloc_node_track_caller(size, flags, node, \
 242                         __builtin_return_address(0))
 243 #else
 244 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
 245         __kmalloc_node(size, flags, node)
 246 #endif
 247
 248 #else /* CONFIG_NUMA */
 249
 250 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
 251         kmalloc_track_caller(size, flags)
 252
 253 #endif /* DEBUG_SLAB */
 254
 255 /*
 256  * Shortcuts
 257  */
 258 static inline void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *k, gfp_t flags)
 259 {
 260         return kmem_cache_alloc(k, flags | __GFP_ZERO);
 261 }
 262
 263 /**
 264  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
 265  * @size: how many bytes of memory are required.
 266  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 267  */
 268 static inline void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)
 269 {
 270         return kmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
 271 }
 272
 273 #endif  /* __KERNEL__ */
 274 #endif  /* _LINUX_SLAB_H */