]> Git Repo - J-linux.git/blob - include/linux/slab.h
Merge tag 'apparmor-pr-2024-07-25' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[J-linux.git] / include / linux / slab.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Written by Mark Hemment, 1996 ([email protected]).
4  *
5  * (C) SGI 2006, Christoph Lameter
6  *      Cleaned up and restructured to ease the addition of alternative
7  *      implementations of SLAB allocators.
8  * (C) Linux Foundation 2008-2013
9  *      Unified interface for all slab allocators
10  */
11
12 #ifndef _LINUX_SLAB_H
13 #define _LINUX_SLAB_H
14
15 #include <linux/cache.h>
16 #include <linux/gfp.h>
17 #include <linux/overflow.h>
18 #include <linux/types.h>
19 #include <linux/workqueue.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/cleanup.h>
22 #include <linux/hash.h>
23
24 enum _slab_flag_bits {
25         _SLAB_CONSISTENCY_CHECKS,
26         _SLAB_RED_ZONE,
27         _SLAB_POISON,
28         _SLAB_KMALLOC,
29         _SLAB_HWCACHE_ALIGN,
30         _SLAB_CACHE_DMA,
31         _SLAB_CACHE_DMA32,
32         _SLAB_STORE_USER,
33         _SLAB_PANIC,
34         _SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
35         _SLAB_TRACE,
36 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS
37         _SLAB_DEBUG_OBJECTS,
38 #endif
39         _SLAB_NOLEAKTRACE,
40         _SLAB_NO_MERGE,
41 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
42         _SLAB_FAILSLAB,
43 #endif
44 #ifdef CONFIG_MEMCG
45         _SLAB_ACCOUNT,
46 #endif
47 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
48         _SLAB_KASAN,
49 #endif
50         _SLAB_NO_USER_FLAGS,
51 #ifdef CONFIG_KFENCE
52         _SLAB_SKIP_KFENCE,
53 #endif
54 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
55         _SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
56 #endif
57         _SLAB_OBJECT_POISON,
58         _SLAB_CMPXCHG_DOUBLE,
59 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
60         _SLAB_NO_OBJ_EXT,
61 #endif
62         _SLAB_FLAGS_LAST_BIT
63 };
64
65 #define __SLAB_FLAG_BIT(nr)     ((slab_flags_t __force)(1U << (nr)))
66 #define __SLAB_FLAG_UNUSED      ((slab_flags_t __force)(0U))
67
68 /*
69  * Flags to pass to kmem_cache_create().
70  * The ones marked DEBUG need CONFIG_SLUB_DEBUG enabled, otherwise are no-op
71  */
72 /* DEBUG: Perform (expensive) checks on alloc/free */
73 #define SLAB_CONSISTENCY_CHECKS __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
74 /* DEBUG: Red zone objs in a cache */
75 #define SLAB_RED_ZONE           __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_RED_ZONE)
76 /* DEBUG: Poison objects */
77 #define SLAB_POISON             __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_POISON)
78 /* Indicate a kmalloc slab */
79 #define SLAB_KMALLOC            __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_KMALLOC)
80 /* Align objs on cache lines */
81 #define SLAB_HWCACHE_ALIGN      __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_HWCACHE_ALIGN)
82 /* Use GFP_DMA memory */
83 #define SLAB_CACHE_DMA          __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CACHE_DMA)
84 /* Use GFP_DMA32 memory */
85 #define SLAB_CACHE_DMA32        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CACHE_DMA32)
86 /* DEBUG: Store the last owner for bug hunting */
87 #define SLAB_STORE_USER         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_STORE_USER)
88 /* Panic if kmem_cache_create() fails */
89 #define SLAB_PANIC              __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_PANIC)
90 /*
91  * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU - **WARNING** READ THIS!
92  *
93  * This delays freeing the SLAB page by a grace period, it does _NOT_
94  * delay object freeing. This means that if you do kmem_cache_free()
95  * that memory location is free to be reused at any time. Thus it may
96  * be possible to see another object there in the same RCU grace period.
97  *
98  * This feature only ensures the memory location backing the object
99  * stays valid, the trick to using this is relying on an independent
100  * object validation pass. Something like:
101  *
102  * begin:
103  *  rcu_read_lock();
104  *  obj = lockless_lookup(key);
105  *  if (obj) {
106  *    if (!try_get_ref(obj)) // might fail for free objects
107  *      rcu_read_unlock();
108  *      goto begin;
109  *
110  *    if (obj->key != key) { // not the object we expected
111  *      put_ref(obj);
112  *      rcu_read_unlock();
113  *      goto begin;
114  *    }
115  *  }
116  *  rcu_read_unlock();
117  *
118  * This is useful if we need to approach a kernel structure obliquely,
119  * from its address obtained without the usual locking. We can lock
120  * the structure to stabilize it and check it's still at the given address,
121  * only if we can be sure that the memory has not been meanwhile reused
122  * for some other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
123  *
124  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
125  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
126  *
127  * Note that it is not possible to acquire a lock within a structure
128  * allocated with SLAB_TYPESAFE_BY_RCU without first acquiring a reference
129  * as described above.  The reason is that SLAB_TYPESAFE_BY_RCU pages
130  * are not zeroed before being given to the slab, which means that any
131  * locks must be initialized after each and every kmem_struct_alloc().
132  * Alternatively, make the ctor passed to kmem_cache_create() initialize
133  * the locks at page-allocation time, as is done in __i915_request_ctor(),
134  * sighand_ctor(), and anon_vma_ctor().  Such a ctor permits readers
135  * to safely acquire those ctor-initialized locks under rcu_read_lock()
136  * protection.
137  *
138  * Note that SLAB_TYPESAFE_BY_RCU was originally named SLAB_DESTROY_BY_RCU.
139  */
140 /* Defer freeing slabs to RCU */
141 #define SLAB_TYPESAFE_BY_RCU    __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
142 /* Trace allocations and frees */
143 #define SLAB_TRACE              __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_TRACE)
144
145 /* Flag to prevent checks on free */
146 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS
147 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_DEBUG_OBJECTS)
148 #else
149 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     __SLAB_FLAG_UNUSED
150 #endif
151
152 /* Avoid kmemleak tracing */
153 #define SLAB_NOLEAKTRACE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_NOLEAKTRACE)
154
155 /*
156  * Prevent merging with compatible kmem caches. This flag should be used
157  * cautiously. Valid use cases:
158  *
159  * - caches created for self-tests (e.g. kunit)
160  * - general caches created and used by a subsystem, only when a
161  *   (subsystem-specific) debug option is enabled
162  * - performance critical caches, should be very rare and consulted with slab
163  *   maintainers, and not used together with CONFIG_SLUB_TINY
164  */
165 #define SLAB_NO_MERGE           __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_NO_MERGE)
166
167 /* Fault injection mark */
168 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
169 # define SLAB_FAILSLAB          __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_FAILSLAB)
170 #else
171 # define SLAB_FAILSLAB          __SLAB_FLAG_UNUSED
172 #endif
173 /* Account to memcg */
174 #ifdef CONFIG_MEMCG
175 # define SLAB_ACCOUNT           __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_ACCOUNT)
176 #else
177 # define SLAB_ACCOUNT           __SLAB_FLAG_UNUSED
178 #endif
179
180 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
181 #define SLAB_KASAN              __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_KASAN)
182 #else
183 #define SLAB_KASAN              __SLAB_FLAG_UNUSED
184 #endif
185
186 /*
187  * Ignore user specified debugging flags.
188  * Intended for caches created for self-tests so they have only flags
189  * specified in the code and other flags are ignored.
190  */
191 #define SLAB_NO_USER_FLAGS      __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_NO_USER_FLAGS)
192
193 #ifdef CONFIG_KFENCE
194 #define SLAB_SKIP_KFENCE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_SKIP_KFENCE)
195 #else
196 #define SLAB_SKIP_KFENCE        __SLAB_FLAG_UNUSED
197 #endif
198
199 /* The following flags affect the page allocator grouping pages by mobility */
200 /* Objects are reclaimable */
201 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
202 #define SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
203 #else
204 #define SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    __SLAB_FLAG_UNUSED
205 #endif
206 #define SLAB_TEMPORARY          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    /* Objects are short-lived */
207
208 /* Slab created using create_boot_cache */
209 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
210 #define SLAB_NO_OBJ_EXT         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_NO_OBJ_EXT)
211 #else
212 #define SLAB_NO_OBJ_EXT         __SLAB_FLAG_UNUSED
213 #endif
214
215 /*
216  * ZERO_SIZE_PTR will be returned for zero sized kmalloc requests.
217  *
218  * Dereferencing ZERO_SIZE_PTR will lead to a distinct access fault.
219  *
220  * ZERO_SIZE_PTR can be passed to kfree though in the same way that NULL can.
221  * Both make kfree a no-op.
222  */
223 #define ZERO_SIZE_PTR ((void *)16)
224
225 #define ZERO_OR_NULL_PTR(x) ((unsigned long)(x) <= \
226                                 (unsigned long)ZERO_SIZE_PTR)
227
228 #include <linux/kasan.h>
229
230 struct list_lru;
231 struct mem_cgroup;
232 /*
233  * struct kmem_cache related prototypes
234  */
235 bool slab_is_available(void);
236
237 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size,
238                         unsigned int align, slab_flags_t flags,
239                         void (*ctor)(void *));
240 struct kmem_cache *kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
241                         unsigned int size, unsigned int align,
242                         slab_flags_t flags,
243                         unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
244                         void (*ctor)(void *));
245 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s);
246 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s);
247
248 /*
249  * Please use this macro to create slab caches. Simply specify the
250  * name of the structure and maybe some flags that are listed above.
251  *
252  * The alignment of the struct determines object alignment. If you
253  * f.e. add ____cacheline_aligned_in_smp to the struct declaration
254  * then the objects will be properly aligned in SMP configurations.
255  */
256 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags)                                   \
257                 kmem_cache_create(#__struct, sizeof(struct __struct),   \
258                         __alignof__(struct __struct), (__flags), NULL)
259
260 /*
261  * To whitelist a single field for copying to/from usercopy, use this
262  * macro instead for KMEM_CACHE() above.
263  */
264 #define KMEM_CACHE_USERCOPY(__struct, __flags, __field)                 \
265                 kmem_cache_create_usercopy(#__struct,                   \
266                         sizeof(struct __struct),                        \
267                         __alignof__(struct __struct), (__flags),        \
268                         offsetof(struct __struct, __field),             \
269                         sizeof_field(struct __struct, __field), NULL)
270
271 /*
272  * Common kmalloc functions provided by all allocators
273  */
274 void * __must_check krealloc_noprof(const void *objp, size_t new_size,
275                                     gfp_t flags) __realloc_size(2);
276 #define krealloc(...)                           alloc_hooks(krealloc_noprof(__VA_ARGS__))
277
278 void kfree(const void *objp);
279 void kfree_sensitive(const void *objp);
280 size_t __ksize(const void *objp);
281
282 DEFINE_FREE(kfree, void *, if (!IS_ERR_OR_NULL(_T)) kfree(_T))
283
284 /**
285  * ksize - Report actual allocation size of associated object
286  *
287  * @objp: Pointer returned from a prior kmalloc()-family allocation.
288  *
289  * This should not be used for writing beyond the originally requested
290  * allocation size. Either use krealloc() or round up the allocation size
291  * with kmalloc_size_roundup() prior to allocation. If this is used to
292  * access beyond the originally requested allocation size, UBSAN_BOUNDS
293  * and/or FORTIFY_SOURCE may trip, since they only know about the
294  * originally allocated size via the __alloc_size attribute.
295  */
296 size_t ksize(const void *objp);
297
298 #ifdef CONFIG_PRINTK
299 bool kmem_dump_obj(void *object);
300 #else
301 static inline bool kmem_dump_obj(void *object) { return false; }
302 #endif
303
304 /*
305  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
306  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
307  * Setting ARCH_DMA_MINALIGN in arch headers allows that.
308  */
309 #ifdef ARCH_HAS_DMA_MINALIGN
310 #if ARCH_DMA_MINALIGN > 8 && !defined(ARCH_KMALLOC_MINALIGN)
311 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN ARCH_DMA_MINALIGN
312 #endif
313 #endif
314
315 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
316 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
317 #elif ARCH_KMALLOC_MINALIGN > 8
318 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_KMALLOC_MINALIGN
319 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(KMALLOC_MIN_SIZE)
320 #endif
321
322 /*
323  * Setting ARCH_SLAB_MINALIGN in arch headers allows a different alignment.
324  * Intended for arches that get misalignment faults even for 64 bit integer
325  * aligned buffers.
326  */
327 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
328 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
329 #endif
330
331 /*
332  * Arches can define this function if they want to decide the minimum slab
333  * alignment at runtime. The value returned by the function must be a power
334  * of two and >= ARCH_SLAB_MINALIGN.
335  */
336 #ifndef arch_slab_minalign
337 static inline unsigned int arch_slab_minalign(void)
338 {
339         return ARCH_SLAB_MINALIGN;
340 }
341 #endif
342
343 /*
344  * kmem_cache_alloc and friends return pointers aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN.
345  * kmalloc and friends return pointers aligned to both ARCH_KMALLOC_MINALIGN
346  * and ARCH_SLAB_MINALIGN, but here we only assume the former alignment.
347  */
348 #define __assume_kmalloc_alignment __assume_aligned(ARCH_KMALLOC_MINALIGN)
349 #define __assume_slab_alignment __assume_aligned(ARCH_SLAB_MINALIGN)
350 #define __assume_page_alignment __assume_aligned(PAGE_SIZE)
351
352 /*
353  * Kmalloc array related definitions
354  */
355
356 /*
357  * SLUB directly allocates requests fitting in to an order-1 page
358  * (PAGE_SIZE*2).  Larger requests are passed to the page allocator.
359  */
360 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      (PAGE_SHIFT + 1)
361 #define KMALLOC_SHIFT_MAX       (MAX_PAGE_ORDER + PAGE_SHIFT)
362 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
363 #define KMALLOC_SHIFT_LOW       3
364 #endif
365
366 /* Maximum allocatable size */
367 #define KMALLOC_MAX_SIZE        (1UL << KMALLOC_SHIFT_MAX)
368 /* Maximum size for which we actually use a slab cache */
369 #define KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE  (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
370 /* Maximum order allocatable via the slab allocator */
371 #define KMALLOC_MAX_ORDER       (KMALLOC_SHIFT_MAX - PAGE_SHIFT)
372
373 /*
374  * Kmalloc subsystem.
375  */
376 #ifndef KMALLOC_MIN_SIZE
377 #define KMALLOC_MIN_SIZE (1 << KMALLOC_SHIFT_LOW)
378 #endif
379
380 /*
381  * This restriction comes from byte sized index implementation.
382  * Page size is normally 2^12 bytes and, in this case, if we want to use
383  * byte sized index which can represent 2^8 entries, the size of the object
384  * should be equal or greater to 2^12 / 2^8 = 2^4 = 16.
385  * If minimum size of kmalloc is less than 16, we use it as minimum object
386  * size and give up to use byte sized index.
387  */
388 #define SLAB_OBJ_MIN_SIZE      (KMALLOC_MIN_SIZE < 16 ? \
389                                (KMALLOC_MIN_SIZE) : 16)
390
391 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
392 #define RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR        15 // # of cache copies
393 #else
394 #define RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR        0
395 #endif
396
397 /*
398  * Whenever changing this, take care of that kmalloc_type() and
399  * create_kmalloc_caches() still work as intended.
400  *
401  * KMALLOC_NORMAL can contain only unaccounted objects whereas KMALLOC_CGROUP
402  * is for accounted but unreclaimable and non-dma objects. All the other
403  * kmem caches can have both accounted and unaccounted objects.
404  */
405 enum kmalloc_cache_type {
406         KMALLOC_NORMAL = 0,
407 #ifndef CONFIG_ZONE_DMA
408         KMALLOC_DMA = KMALLOC_NORMAL,
409 #endif
410 #ifndef CONFIG_MEMCG
411         KMALLOC_CGROUP = KMALLOC_NORMAL,
412 #endif
413         KMALLOC_RANDOM_START = KMALLOC_NORMAL,
414         KMALLOC_RANDOM_END = KMALLOC_RANDOM_START + RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR,
415 #ifdef CONFIG_SLUB_TINY
416         KMALLOC_RECLAIM = KMALLOC_NORMAL,
417 #else
418         KMALLOC_RECLAIM,
419 #endif
420 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
421         KMALLOC_DMA,
422 #endif
423 #ifdef CONFIG_MEMCG
424         KMALLOC_CGROUP,
425 #endif
426         NR_KMALLOC_TYPES
427 };
428
429 typedef struct kmem_cache * kmem_buckets[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
430
431 extern kmem_buckets kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES];
432
433 /*
434  * Define gfp bits that should not be set for KMALLOC_NORMAL.
435  */
436 #define KMALLOC_NOT_NORMAL_BITS                                 \
437         (__GFP_RECLAIMABLE |                                    \
438         (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA)   ? __GFP_DMA : 0) |       \
439         (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG) ? __GFP_ACCOUNT : 0))
440
441 extern unsigned long random_kmalloc_seed;
442
443 static __always_inline enum kmalloc_cache_type kmalloc_type(gfp_t flags, unsigned long caller)
444 {
445         /*
446          * The most common case is KMALLOC_NORMAL, so test for it
447          * with a single branch for all the relevant flags.
448          */
449         if (likely((flags & KMALLOC_NOT_NORMAL_BITS) == 0))
450 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
451                 /* RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR (=15) copies + the KMALLOC_NORMAL */
452                 return KMALLOC_RANDOM_START + hash_64(caller ^ random_kmalloc_seed,
453                                                       ilog2(RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR + 1));
454 #else
455                 return KMALLOC_NORMAL;
456 #endif
457
458         /*
459          * At least one of the flags has to be set. Their priorities in
460          * decreasing order are:
461          *  1) __GFP_DMA
462          *  2) __GFP_RECLAIMABLE
463          *  3) __GFP_ACCOUNT
464          */
465         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && (flags & __GFP_DMA))
466                 return KMALLOC_DMA;
467         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG) || (flags & __GFP_RECLAIMABLE))
468                 return KMALLOC_RECLAIM;
469         else
470                 return KMALLOC_CGROUP;
471 }
472
473 /*
474  * Figure out which kmalloc slab an allocation of a certain size
475  * belongs to.
476  * 0 = zero alloc
477  * 1 =  65 .. 96 bytes
478  * 2 = 129 .. 192 bytes
479  * n = 2^(n-1)+1 .. 2^n
480  *
481  * Note: __kmalloc_index() is compile-time optimized, and not runtime optimized;
482  * typical usage is via kmalloc_index() and therefore evaluated at compile-time.
483  * Callers where !size_is_constant should only be test modules, where runtime
484  * overheads of __kmalloc_index() can be tolerated.  Also see kmalloc_slab().
485  */
486 static __always_inline unsigned int __kmalloc_index(size_t size,
487                                                     bool size_is_constant)
488 {
489         if (!size)
490                 return 0;
491
492         if (size <= KMALLOC_MIN_SIZE)
493                 return KMALLOC_SHIFT_LOW;
494
495         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && size > 64 && size <= 96)
496                 return 1;
497         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && size > 128 && size <= 192)
498                 return 2;
499         if (size <=          8) return 3;
500         if (size <=         16) return 4;
501         if (size <=         32) return 5;
502         if (size <=         64) return 6;
503         if (size <=        128) return 7;
504         if (size <=        256) return 8;
505         if (size <=        512) return 9;
506         if (size <=       1024) return 10;
507         if (size <=   2 * 1024) return 11;
508         if (size <=   4 * 1024) return 12;
509         if (size <=   8 * 1024) return 13;
510         if (size <=  16 * 1024) return 14;
511         if (size <=  32 * 1024) return 15;
512         if (size <=  64 * 1024) return 16;
513         if (size <= 128 * 1024) return 17;
514         if (size <= 256 * 1024) return 18;
515         if (size <= 512 * 1024) return 19;
516         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
517         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
518
519         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROFILE_ALL_BRANCHES) && size_is_constant)
520                 BUILD_BUG_ON_MSG(1, "unexpected size in kmalloc_index()");
521         else
522                 BUG();
523
524         /* Will never be reached. Needed because the compiler may complain */
525         return -1;
526 }
527 static_assert(PAGE_SHIFT <= 20);
528 #define kmalloc_index(s) __kmalloc_index(s, true)
529
530 #include <linux/alloc_tag.h>
531
532 /**
533  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
534  * @cachep: The cache to allocate from.
535  * @flags: See kmalloc().
536  *
537  * Allocate an object from this cache.
538  * See kmem_cache_zalloc() for a shortcut of adding __GFP_ZERO to flags.
539  *
540  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
541  */
542 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *cachep,
543                               gfp_t flags) __assume_slab_alignment __malloc;
544 #define kmem_cache_alloc(...)                   alloc_hooks(kmem_cache_alloc_noprof(__VA_ARGS__))
545
546 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
547                             gfp_t gfpflags) __assume_slab_alignment __malloc;
548 #define kmem_cache_alloc_lru(...)       alloc_hooks(kmem_cache_alloc_lru_noprof(__VA_ARGS__))
549
550 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *objp);
551
552 kmem_buckets *kmem_buckets_create(const char *name, slab_flags_t flags,
553                                   unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
554                                   void (*ctor)(void *));
555
556 /*
557  * Bulk allocation and freeing operations. These are accelerated in an
558  * allocator specific way to avoid taking locks repeatedly or building
559  * metadata structures unnecessarily.
560  *
561  * Note that interrupts must be enabled when calling these functions.
562  */
563 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p);
564
565 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size, void **p);
566 #define kmem_cache_alloc_bulk(...)      alloc_hooks(kmem_cache_alloc_bulk_noprof(__VA_ARGS__))
567
568 static __always_inline void kfree_bulk(size_t size, void **p)
569 {
570         kmem_cache_free_bulk(NULL, size, p);
571 }
572
573 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
574                                    int node) __assume_slab_alignment __malloc;
575 #define kmem_cache_alloc_node(...)      alloc_hooks(kmem_cache_alloc_node_noprof(__VA_ARGS__))
576
577 /*
578  * These macros allow declaring a kmem_buckets * parameter alongside size, which
579  * can be compiled out with CONFIG_SLAB_BUCKETS=n so that a large number of call
580  * sites don't have to pass NULL.
581  */
582 #ifdef CONFIG_SLAB_BUCKETS
583 #define DECL_BUCKET_PARAMS(_size, _b)   size_t (_size), kmem_buckets *(_b)
584 #define PASS_BUCKET_PARAMS(_size, _b)   (_size), (_b)
585 #define PASS_BUCKET_PARAM(_b)           (_b)
586 #else
587 #define DECL_BUCKET_PARAMS(_size, _b)   size_t (_size)
588 #define PASS_BUCKET_PARAMS(_size, _b)   (_size)
589 #define PASS_BUCKET_PARAM(_b)           NULL
590 #endif
591
592 /*
593  * The following functions are not to be used directly and are intended only
594  * for internal use from kmalloc() and kmalloc_node()
595  * with the exception of kunit tests
596  */
597
598 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
599                                 __assume_kmalloc_alignment __alloc_size(1);
600
601 void *__kmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node)
602                                 __assume_kmalloc_alignment __alloc_size(1);
603
604 void *__kmalloc_cache_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size)
605                                 __assume_kmalloc_alignment __alloc_size(3);
606
607 void *__kmalloc_cache_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
608                                   int node, size_t size)
609                                 __assume_kmalloc_alignment __alloc_size(4);
610
611 void *__kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
612                                 __assume_page_alignment __alloc_size(1);
613
614 void *__kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
615                                 __assume_page_alignment __alloc_size(1);
616
617 /**
618  * kmalloc - allocate kernel memory
619  * @size: how many bytes of memory are required.
620  * @flags: describe the allocation context
621  *
622  * kmalloc is the normal method of allocating memory
623  * for objects smaller than page size in the kernel.
624  *
625  * The allocated object address is aligned to at least ARCH_KMALLOC_MINALIGN
626  * bytes. For @size of power of two bytes, the alignment is also guaranteed
627  * to be at least to the size. For other sizes, the alignment is guaranteed to
628  * be at least the largest power-of-two divisor of @size.
629  *
630  * The @flags argument may be one of the GFP flags defined at
631  * include/linux/gfp_types.h and described at
632  * :ref:`Documentation/core-api/mm-api.rst <mm-api-gfp-flags>`
633  *
634  * The recommended usage of the @flags is described at
635  * :ref:`Documentation/core-api/memory-allocation.rst <memory_allocation>`
636  *
637  * Below is a brief outline of the most useful GFP flags
638  *
639  * %GFP_KERNEL
640  *      Allocate normal kernel ram. May sleep.
641  *
642  * %GFP_NOWAIT
643  *      Allocation will not sleep.
644  *
645  * %GFP_ATOMIC
646  *      Allocation will not sleep.  May use emergency pools.
647  *
648  * Also it is possible to set different flags by OR'ing
649  * in one or more of the following additional @flags:
650  *
651  * %__GFP_ZERO
652  *      Zero the allocated memory before returning. Also see kzalloc().
653  *
654  * %__GFP_HIGH
655  *      This allocation has high priority and may use emergency pools.
656  *
657  * %__GFP_NOFAIL
658  *      Indicate that this allocation is in no way allowed to fail
659  *      (think twice before using).
660  *
661  * %__GFP_NORETRY
662  *      If memory is not immediately available,
663  *      then give up at once.
664  *
665  * %__GFP_NOWARN
666  *      If allocation fails, don't issue any warnings.
667  *
668  * %__GFP_RETRY_MAYFAIL
669  *      Try really hard to succeed the allocation but fail
670  *      eventually.
671  */
672 static __always_inline __alloc_size(1) void *kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
673 {
674         if (__builtin_constant_p(size) && size) {
675                 unsigned int index;
676
677                 if (size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)
678                         return __kmalloc_large_noprof(size, flags);
679
680                 index = kmalloc_index(size);
681                 return __kmalloc_cache_noprof(
682                                 kmalloc_caches[kmalloc_type(flags, _RET_IP_)][index],
683                                 flags, size);
684         }
685         return __kmalloc_noprof(size, flags);
686 }
687 #define kmalloc(...)                            alloc_hooks(kmalloc_noprof(__VA_ARGS__))
688
689 #define kmem_buckets_alloc(_b, _size, _flags)   \
690         alloc_hooks(__kmalloc_node_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(_size, _b), _flags, NUMA_NO_NODE))
691
692 #define kmem_buckets_alloc_track_caller(_b, _size, _flags)      \
693         alloc_hooks(__kmalloc_node_track_caller_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(_size, _b), _flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_))
694
695 static __always_inline __alloc_size(1) void *kmalloc_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
696 {
697         if (__builtin_constant_p(size) && size) {
698                 unsigned int index;
699
700                 if (size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)
701                         return __kmalloc_large_node_noprof(size, flags, node);
702
703                 index = kmalloc_index(size);
704                 return __kmalloc_cache_node_noprof(
705                                 kmalloc_caches[kmalloc_type(flags, _RET_IP_)][index],
706                                 flags, node, size);
707         }
708         return __kmalloc_node_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(size, NULL), flags, node);
709 }
710 #define kmalloc_node(...)                       alloc_hooks(kmalloc_node_noprof(__VA_ARGS__))
711
712 /**
713  * kmalloc_array - allocate memory for an array.
714  * @n: number of elements.
715  * @size: element size.
716  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
717  */
718 static inline __alloc_size(1, 2) void *kmalloc_array_noprof(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
719 {
720         size_t bytes;
721
722         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
723                 return NULL;
724         if (__builtin_constant_p(n) && __builtin_constant_p(size))
725                 return kmalloc_noprof(bytes, flags);
726         return kmalloc_noprof(bytes, flags);
727 }
728 #define kmalloc_array(...)                      alloc_hooks(kmalloc_array_noprof(__VA_ARGS__))
729
730 /**
731  * krealloc_array - reallocate memory for an array.
732  * @p: pointer to the memory chunk to reallocate
733  * @new_n: new number of elements to alloc
734  * @new_size: new size of a single member of the array
735  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc)
736  */
737 static inline __realloc_size(2, 3) void * __must_check krealloc_array_noprof(void *p,
738                                                                        size_t new_n,
739                                                                        size_t new_size,
740                                                                        gfp_t flags)
741 {
742         size_t bytes;
743
744         if (unlikely(check_mul_overflow(new_n, new_size, &bytes)))
745                 return NULL;
746
747         return krealloc_noprof(p, bytes, flags);
748 }
749 #define krealloc_array(...)                     alloc_hooks(krealloc_array_noprof(__VA_ARGS__))
750
751 /**
752  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
753  * @n: number of elements.
754  * @size: element size.
755  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
756  */
757 #define kcalloc(n, size, flags)         kmalloc_array(n, size, (flags) | __GFP_ZERO)
758
759 void *__kmalloc_node_track_caller_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node,
760                                          unsigned long caller) __alloc_size(1);
761 #define kmalloc_node_track_caller_noprof(size, flags, node, caller) \
762         __kmalloc_node_track_caller_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(size, NULL), flags, node, caller)
763 #define kmalloc_node_track_caller(...)          \
764         alloc_hooks(kmalloc_node_track_caller_noprof(__VA_ARGS__, _RET_IP_))
765
766 /*
767  * kmalloc_track_caller is a special version of kmalloc that records the
768  * calling function of the routine calling it for slab leak tracking instead
769  * of just the calling function (confusing, eh?).
770  * It's useful when the call to kmalloc comes from a widely-used standard
771  * allocator where we care about the real place the memory allocation
772  * request comes from.
773  */
774 #define kmalloc_track_caller(...)               kmalloc_node_track_caller(__VA_ARGS__, NUMA_NO_NODE)
775
776 #define kmalloc_track_caller_noprof(...)        \
777                 kmalloc_node_track_caller_noprof(__VA_ARGS__, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_)
778
779 static inline __alloc_size(1, 2) void *kmalloc_array_node_noprof(size_t n, size_t size, gfp_t flags,
780                                                           int node)
781 {
782         size_t bytes;
783
784         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
785                 return NULL;
786         if (__builtin_constant_p(n) && __builtin_constant_p(size))
787                 return kmalloc_node_noprof(bytes, flags, node);
788         return __kmalloc_node_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(bytes, NULL), flags, node);
789 }
790 #define kmalloc_array_node(...)                 alloc_hooks(kmalloc_array_node_noprof(__VA_ARGS__))
791
792 #define kcalloc_node(_n, _size, _flags, _node)  \
793         kmalloc_array_node(_n, _size, (_flags) | __GFP_ZERO, _node)
794
795 /*
796  * Shortcuts
797  */
798 #define kmem_cache_zalloc(_k, _flags)           kmem_cache_alloc(_k, (_flags)|__GFP_ZERO)
799
800 /**
801  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
802  * @size: how many bytes of memory are required.
803  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
804  */
805 static inline __alloc_size(1) void *kzalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
806 {
807         return kmalloc_noprof(size, flags | __GFP_ZERO);
808 }
809 #define kzalloc(...)                            alloc_hooks(kzalloc_noprof(__VA_ARGS__))
810 #define kzalloc_node(_size, _flags, _node)      kmalloc_node(_size, (_flags)|__GFP_ZERO, _node)
811
812 void *__kvmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node) __alloc_size(1);
813 #define kvmalloc_node_noprof(size, flags, node) \
814         __kvmalloc_node_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(size, NULL), flags, node)
815 #define kvmalloc_node(...)                      alloc_hooks(kvmalloc_node_noprof(__VA_ARGS__))
816
817 #define kvmalloc(_size, _flags)                 kvmalloc_node(_size, _flags, NUMA_NO_NODE)
818 #define kvmalloc_noprof(_size, _flags)          kvmalloc_node_noprof(_size, _flags, NUMA_NO_NODE)
819 #define kvzalloc(_size, _flags)                 kvmalloc(_size, (_flags)|__GFP_ZERO)
820
821 #define kvzalloc_node(_size, _flags, _node)     kvmalloc_node(_size, (_flags)|__GFP_ZERO, _node)
822 #define kmem_buckets_valloc(_b, _size, _flags)  \
823         alloc_hooks(__kvmalloc_node_noprof(PASS_BUCKET_PARAMS(_size, _b), _flags, NUMA_NO_NODE))
824
825 static inline __alloc_size(1, 2) void *
826 kvmalloc_array_node_noprof(size_t n, size_t size, gfp_t flags, int node)
827 {
828         size_t bytes;
829
830         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
831                 return NULL;
832
833         return kvmalloc_node_noprof(bytes, flags, node);
834 }
835
836 #define kvmalloc_array_noprof(...)              kvmalloc_array_node_noprof(__VA_ARGS__, NUMA_NO_NODE)
837 #define kvcalloc_node_noprof(_n,_s,_f,_node)    kvmalloc_array_node_noprof(_n,_s,(_f)|__GFP_ZERO,_node)
838 #define kvcalloc_noprof(...)                    kvcalloc_node_noprof(__VA_ARGS__, NUMA_NO_NODE)
839
840 #define kvmalloc_array(...)                     alloc_hooks(kvmalloc_array_noprof(__VA_ARGS__))
841 #define kvcalloc_node(...)                      alloc_hooks(kvcalloc_node_noprof(__VA_ARGS__))
842 #define kvcalloc(...)                           alloc_hooks(kvcalloc_noprof(__VA_ARGS__))
843
844 extern void *kvrealloc_noprof(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
845                       __realloc_size(3);
846 #define kvrealloc(...)                          alloc_hooks(kvrealloc_noprof(__VA_ARGS__))
847
848 extern void kvfree(const void *addr);
849 DEFINE_FREE(kvfree, void *, if (!IS_ERR_OR_NULL(_T)) kvfree(_T))
850
851 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
852
853 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s);
854
855 /**
856  * kmalloc_size_roundup - Report allocation bucket size for the given size
857  *
858  * @size: Number of bytes to round up from.
859  *
860  * This returns the number of bytes that would be available in a kmalloc()
861  * allocation of @size bytes. For example, a 126 byte request would be
862  * rounded up to the next sized kmalloc bucket, 128 bytes. (This is strictly
863  * for the general-purpose kmalloc()-based allocations, and is not for the
864  * pre-sized kmem_cache_alloc()-based allocations.)
865  *
866  * Use this to kmalloc() the full bucket size ahead of time instead of using
867  * ksize() to query the size after an allocation.
868  */
869 size_t kmalloc_size_roundup(size_t size);
870
871 void __init kmem_cache_init_late(void);
872
873 #endif  /* _LINUX_SLAB_H */
This page took 0.074743 seconds and 4 git commands to generate.