kernel: kmem_ptr_validate considered harmful
[linux-2.6.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  * struct kmem_cache related prototypes
97  */
98 void __init kmem_cache_init(void);
99 int slab_is_available(void);
100
101 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *, size_t, size_t,
102                         unsigned long,
103                         void (*)(void *));
104 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *);
105 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *);
106 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *, void *);
107 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *);
108 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *);
109
110 /*
111  * Please use this macro to create slab caches. Simply specify the
112  * name of the structure and maybe some flags that are listed above.
113  *
114  * The alignment of the struct determines object alignment. If you
115  * f.e. add ____cacheline_aligned_in_smp to the struct declaration
116  * then the objects will be properly aligned in SMP configurations.
117  */
118 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags) kmem_cache_create(#__struct,\
119                 sizeof(struct __struct), __alignof__(struct __struct),\
120                 (__flags), NULL)
121
122 /*
123  * The largest kmalloc size supported by the slab allocators is
124  * 32 megabyte (2^25) or the maximum allocatable page order if that is
125  * less than 32 MB.
126  *
127  * WARNING: Its not easy to increase this value since the allocators have
128  * to do various tricks to work around compiler limitations in order to
129  * ensure proper constant folding.
130  */
131 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      ((MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) <= 25 ? \
132                                 (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) : 25)
133
134 #define KMALLOC_MAX_SIZE        (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
135 #define KMALLOC_MAX_ORDER       (KMALLOC_SHIFT_HIGH - PAGE_SHIFT)
136
137 /*
138  * Common kmalloc functions provided by all allocators
139  */
140 void * __must_check __krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
141 void * __must_check krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
142 void kfree(const void *);
143 void kzfree(const void *);
144 size_t ksize(const void *);
145
146 /*
147  * Allocator specific definitions. These are mainly used to establish optimized
148  * ways to convert kmalloc() calls to kmem_cache_alloc() invocations by
149  * selecting the appropriate general cache at compile time.
150  *
151  * Allocators must define at least:
152  *
153  *      kmem_cache_alloc()
154  *      __kmalloc()
155  *      kmalloc()
156  *
157  * Those wishing to support NUMA must also define:
158  *
159  *      kmem_cache_alloc_node()
160  *      kmalloc_node()
161  *
162  * See each allocator definition file for additional comments and
163  * implementation notes.
164  */
165 #ifdef CONFIG_SLUB
166 #include <linux/slub_def.h>
167 #elif defined(CONFIG_SLOB)
168 #include <linux/slob_def.h>
169 #else
170 #include <linux/slab_def.h>
171 #endif
172
173 /**
174  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
175  * @n: number of elements.
176  * @size: element size.
177  * @flags: the type of memory to allocate.
178  *
179  * The @flags argument may be one of:
180  *
181  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
182  *
183  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
184  *
185  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  May use emergency pools.
186  *   For example, use this inside interrupt handlers.
187  *
188  * %GFP_HIGHUSER - Allocate pages from high memory.
189  *
190  * %GFP_NOIO - Do not do any I/O at all while trying to get memory.
191  *
192  * %GFP_NOFS - Do not make any fs calls while trying to get memory.
193  *
194  * %GFP_NOWAIT - Allocation will not sleep.
195  *
196  * %GFP_THISNODE - Allocate node-local memory only.
197  *
198  * %GFP_DMA - Allocation suitable for DMA.
199  *   Should only be used for kmalloc() caches. Otherwise, use a
200  *   slab created with SLAB_DMA.
201  *
202  * Also it is possible to set different flags by OR'ing
203  * in one or more of the following additional @flags:
204  *
205  * %__GFP_COLD - Request cache-cold pages instead of
206  *   trying to return cache-warm pages.
207  *
208  * %__GFP_HIGH - This allocation has high priority and may use emergency pools.
209  *
210  * %__GFP_NOFAIL - Indicate that this allocation is in no way allowed to fail
211  *   (think twice before using).
212  *
213  * %__GFP_NORETRY - If memory is not immediately available,
214  *   then give up at once.
215  *
216  * %__GFP_NOWARN - If allocation fails, don't issue any warnings.
217  *
218  * %__GFP_REPEAT - If allocation fails initially, try once more before failing.
219  *
220  * There are other flags available as well, but these are not intended
221  * for general use, and so are not documented here. For a full list of
222  * potential flags, always refer to linux/gfp.h.
223  */
224 static inline void *kcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
225 {
226         if (size != 0 && n > ULONG_MAX / size)
227                 return NULL;
228         return __kmalloc(n * size, flags | __GFP_ZERO);
229 }
230
231 #if !defined(CONFIG_NUMA) && !defined(CONFIG_SLOB)
232 /**
233  * kmalloc_node - allocate memory from a specific node
234  * @size: how many bytes of memory are required.
235  * @flags: the type of memory to allocate (see kcalloc).
236  * @node: node to allocate from.
237  *
238  * kmalloc() for non-local nodes, used to allocate from a specific node
239  * if available. Equivalent to kmalloc() in the non-NUMA single-node
240  * case.
241  */
242 static inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
243 {
244         return kmalloc(size, flags);
245 }
246
247 static inline void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
248 {
249         return __kmalloc(size, flags);
250 }
251
252 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
253
254 static inline void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
255                                         gfp_t flags, int node)
256 {
257         return kmem_cache_alloc(cachep, flags);
258 }
259 #endif /* !CONFIG_NUMA && !CONFIG_SLOB */
260
261 /*
262  * kmalloc_track_caller is a special version of kmalloc that records the
263  * calling function of the routine calling it for slab leak tracking instead
264  * of just the calling function (confusing, eh?).
265  * It's useful when the call to kmalloc comes from a widely-used standard
266  * allocator where we care about the real place the memory allocation
267  * request comes from.
268  */
269 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB) || \
270         (defined(CONFIG_SLAB) && defined(CONFIG_TRACING))
271 extern void *__kmalloc_track_caller(size_t, gfp_t, unsigned long);
272 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
273         __kmalloc_track_caller(size, flags, _RET_IP_)
274 #else
275 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
276         __kmalloc(size, flags)
277 #endif /* DEBUG_SLAB */
278
279 #ifdef CONFIG_NUMA
280 /*
281  * kmalloc_node_track_caller is a special version of kmalloc_node that
282  * records the calling function of the routine calling it for slab leak
283  * tracking instead of just the calling function (confusing, eh?).
284  * It's useful when the call to kmalloc_node comes from a widely-used
285  * standard allocator where we care about the real place the memory
286  * allocation request comes from.
287  */
288 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB) || \
289         (defined(CONFIG_SLAB) && defined(CONFIG_TRACING))
290 extern void *__kmalloc_node_track_caller(size_t, gfp_t, int, unsigned long);
291 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
292         __kmalloc_node_track_caller(size, flags, node, \
293                         _RET_IP_)
294 #else
295 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
296         __kmalloc_node(size, flags, node)
297 #endif
298
299 #else /* CONFIG_NUMA */
300
301 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
302         kmalloc_track_caller(size, flags)
303
304 #endif /* CONFIG_NUMA */
305
306 /*
307  * Shortcuts
308  */
309 static inline void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *k, gfp_t flags)
310 {
311         return kmem_cache_alloc(k, flags | __GFP_ZERO);
312 }
313
314 /**
315  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
316  * @size: how many bytes of memory are required.
317  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
318  */
319 static inline void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)
320 {
321         return kmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
322 }
323
324 /**
325  * kzalloc_node - allocate zeroed memory from a particular memory node.
326  * @size: how many bytes of memory are required.
327  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
328  * @node: memory node from which to allocate
329  */
330 static inline void *kzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
331 {
332         return kmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
333 }
334
335 void __init kmem_cache_init_late(void);
336
337 #endif  /* _LINUX_SLAB_H */