include/linux/slab.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * Written by Mark Hemment, 1996 (markhe@nextd.demon.co.uk).
   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/gfp.h>
  16 #include <linux/overflow.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/workqueue.h>
  19
  20
  21 /*
  22  * Flags to pass to kmem_cache_create().
  23  * The ones marked DEBUG are only valid if CONFIG_DEBUG_SLAB is set.
  24  */
  25 /* DEBUG: Perform (expensive) checks on alloc/free */
  26 #define SLAB_CONSISTENCY_CHECKS ((slab_flags_t __force)0x00000100U)
  27 /* DEBUG: Red zone objs in a cache */
  28 #define SLAB_RED_ZONE           ((slab_flags_t __force)0x00000400U)
  29 /* DEBUG: Poison objects */
  30 #define SLAB_POISON             ((slab_flags_t __force)0x00000800U)
  31 /* Align objs on cache lines */
  32 #define SLAB_HWCACHE_ALIGN      ((slab_flags_t __force)0x00002000U)
  33 /* Use GFP_DMA memory */
  34 #define SLAB_CACHE_DMA          ((slab_flags_t __force)0x00004000U)
  35 /* DEBUG: Store the last owner for bug hunting */
  36 #define SLAB_STORE_USER         ((slab_flags_t __force)0x00010000U)
  37 /* Panic if kmem_cache_create() fails */
  38 #define SLAB_PANIC              ((slab_flags_t __force)0x00040000U)
  39 /*
  40  * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU - **WARNING** READ THIS!
  41  *
  42  * This delays freeing the SLAB page by a grace period, it does _NOT_
  43  * delay object freeing. This means that if you do kmem_cache_free()
  44  * that memory location is free to be reused at any time. Thus it may
  45  * be possible to see another object there in the same RCU grace period.
  46  *
  47  * This feature only ensures the memory location backing the object
  48  * stays valid, the trick to using this is relying on an independent
  49  * object validation pass. Something like:
  50  *
  51  *  rcu_read_lock()
  52  * again:
  53  *  obj = lockless_lookup(key);
  54  *  if (obj) {
  55  *    if (!try_get_ref(obj)) // might fail for free objects
  56  *      goto again;
  57  *
  58  *    if (obj->key != key) { // not the object we expected
  59  *      put_ref(obj);
  60  *      goto again;
  61  *    }
  62  *  }
  63  *  rcu_read_unlock();
  64  *
  65  * This is useful if we need to approach a kernel structure obliquely,
  66  * from its address obtained without the usual locking. We can lock
  67  * the structure to stabilize it and check it's still at the given address,
  68  * only if we can be sure that the memory has not been meanwhile reused
  69  * for some other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
  70  *
  71  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
  72  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
  73  *
  74  * Note that SLAB_TYPESAFE_BY_RCU was originally named SLAB_DESTROY_BY_RCU.
  75  */
  76 /* Defer freeing slabs to RCU */
  77 #define SLAB_TYPESAFE_BY_RCU    ((slab_flags_t __force)0x00080000U)
  78 /* Spread some memory over cpuset */
  79 #define SLAB_MEM_SPREAD         ((slab_flags_t __force)0x00100000U)
  80 /* Trace allocations and frees */
  81 #define SLAB_TRACE              ((slab_flags_t __force)0x00200000U)
  82
  83 /* Flag to prevent checks on free */
  84 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS
  85 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     ((slab_flags_t __force)0x00400000U)
  86 #else
  87 # define SLAB_DEBUG_OBJECTS     0
  88 #endif
  89
  90 /* Avoid kmemleak tracing */
  91 #define SLAB_NOLEAKTRACE        ((slab_flags_t __force)0x00800000U)
  92
  93 /* Fault injection mark */
  94 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
  95 # define SLAB_FAILSLAB          ((slab_flags_t __force)0x02000000U)
  96 #else
  97 # define SLAB_FAILSLAB          0
  98 #endif
  99 /* Account to memcg */
 100 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 101 # define SLAB_ACCOUNT           ((slab_flags_t __force)0x04000000U)
 102 #else
 103 # define SLAB_ACCOUNT           0
 104 #endif
 105
 106 #ifdef CONFIG_KASAN
 107 #define SLAB_KASAN              ((slab_flags_t __force)0x08000000U)
 108 #else
 109 #define SLAB_KASAN              0
 110 #endif
 111
 112 /* The following flags affect the page allocator grouping pages by mobility */
 113 /* Objects are reclaimable */
 114 #define SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    ((slab_flags_t __force)0x00020000U)
 115 #define SLAB_TEMPORARY          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT    /* Objects are short-lived */
 116 /*
 117  * ZERO_SIZE_PTR will be returned for zero sized kmalloc requests.
 118  *
 119  * Dereferencing ZERO_SIZE_PTR will lead to a distinct access fault.
 120  *
 121  * ZERO_SIZE_PTR can be passed to kfree though in the same way that NULL can.
 122  * Both make kfree a no-op.
 123  */
 124 #define ZERO_SIZE_PTR ((void *)16)
 125
 126 #define ZERO_OR_NULL_PTR(x) ((unsigned long)(x) <= \
 127                                 (unsigned long)ZERO_SIZE_PTR)
 128
 129 #include <linux/kasan.h>
 130
 131 struct mem_cgroup;
 132 /*
 133  * struct kmem_cache related prototypes
 134  */
 135 void __init kmem_cache_init(void);
 136 bool slab_is_available(void);
 137
 138 extern bool usercopy_fallback;
 139
 140 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size,
 141                         unsigned int align, slab_flags_t flags,
 142                         void (*ctor)(void *));
 143 struct kmem_cache *kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
 144                         unsigned int size, unsigned int align,
 145                         slab_flags_t flags,
 146                         unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
 147                         void (*ctor)(void *));
 148 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *);
 149 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *);
 150
 151 void memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *, struct kmem_cache *);
 152 void memcg_deactivate_kmem_caches(struct mem_cgroup *);
 153 void memcg_destroy_kmem_caches(struct mem_cgroup *);
 154
 155 /*
 156  * Please use this macro to create slab caches. Simply specify the
 157  * name of the structure and maybe some flags that are listed above.
 158  *
 159  * The alignment of the struct determines object alignment. If you
 160  * f.e. add ____cacheline_aligned_in_smp to the struct declaration
 161  * then the objects will be properly aligned in SMP configurations.
 162  */
 163 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags)                                   \
 164                 kmem_cache_create(#__struct, sizeof(struct __struct),   \
 165                         __alignof__(struct __struct), (__flags), NULL)
 166
 167 /*
 168  * To whitelist a single field for copying to/from usercopy, use this
 169  * macro instead for KMEM_CACHE() above.
 170  */
 171 #define KMEM_CACHE_USERCOPY(__struct, __flags, __field)                 \
 172                 kmem_cache_create_usercopy(#__struct,                   \
 173                         sizeof(struct __struct),                        \
 174                         __alignof__(struct __struct), (__flags),        \
 175                         offsetof(struct __struct, __field),             \
 176                         sizeof_field(struct __struct, __field), NULL)
 177
 178 /*
 179  * Common kmalloc functions provided by all allocators
 180  */
 181 void * __must_check __krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
 182 void * __must_check krealloc(const void *, size_t, gfp_t);
 183 void kfree(const void *);
 184 void kzfree(const void *);
 185 size_t ksize(const void *);
 186
 187 #ifdef CONFIG_HAVE_HARDENED_USERCOPY_ALLOCATOR
 188 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
 189                         bool to_user);
 190 #else
 191 static inline void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
 192                                        struct page *page, bool to_user) { }
 193 #endif
 194
 195 /*
 196  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
 197  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
 198  * Setting ARCH_KMALLOC_MINALIGN in arch headers allows that.
 199  */
 200 #if defined(ARCH_DMA_MINALIGN) && ARCH_DMA_MINALIGN > 8
 201 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN ARCH_DMA_MINALIGN
 202 #define KMALLOC_MIN_SIZE ARCH_DMA_MINALIGN
 203 #define KMALLOC_SHIFT_LOW ilog2(ARCH_DMA_MINALIGN)
 204 #else
 205 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
 206 #endif
 207
 208 /*
 209  * Setting ARCH_SLAB_MINALIGN in arch headers allows a different alignment.
 210  * Intended for arches that get misalignment faults even for 64 bit integer
 211  * aligned buffers.
 212  */
 213 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
 214 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
 215 #endif
 216
 217 /*
 218  * kmalloc and friends return ARCH_KMALLOC_MINALIGN aligned
 219  * pointers. kmem_cache_alloc and friends return ARCH_SLAB_MINALIGN
 220  * aligned pointers.
 221  */
 222 #define __assume_kmalloc_alignment __assume_aligned(ARCH_KMALLOC_MINALIGN)
 223 #define __assume_slab_alignment __assume_aligned(ARCH_SLAB_MINALIGN)
 224 #define __assume_page_alignment __assume_aligned(PAGE_SIZE)
 225
 226 /*
 227  * Kmalloc array related definitions
 228  */
 229
 230 #ifdef CONFIG_SLAB
 231 /*
 232  * The largest kmalloc size supported by the SLAB allocators is
 233  * 32 megabyte (2^25) or the maximum allocatable page order if that is
 234  * less than 32 MB.
 235  *
 236  * WARNING: Its not easy to increase this value since the allocators have
 237  * to do various tricks to work around compiler limitations in order to
 238  * ensure proper constant folding.
 239  */
 240 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      ((MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) <= 25 ? \
 241                                 (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1) : 25)
 242 #define KMALLOC_SHIFT_MAX       KMALLOC_SHIFT_HIGH
 243 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
 244 #define KMALLOC_SHIFT_LOW       5
 245 #endif
 246 #endif
 247
 248 #ifdef CONFIG_SLUB
 249 /*
 250  * SLUB directly allocates requests fitting in to an order-1 page
 251  * (PAGE_SIZE*2).  Larger requests are passed to the page allocator.
 252  */
 253 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      (PAGE_SHIFT + 1)
 254 #define KMALLOC_SHIFT_MAX       (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1)
 255 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
 256 #define KMALLOC_SHIFT_LOW       3
 257 #endif
 258 #endif
 259
 260 #ifdef CONFIG_SLOB
 261 /*
 262  * SLOB passes all requests larger than one page to the page allocator.
 263  * No kmalloc array is necessary since objects of different sizes can
 264  * be allocated from the same page.
 265  */
 266 #define KMALLOC_SHIFT_HIGH      PAGE_SHIFT
 267 #define KMALLOC_SHIFT_MAX       (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT - 1)
 268 #ifndef KMALLOC_SHIFT_LOW
 269 #define KMALLOC_SHIFT_LOW       3
 270 #endif
 271 #endif
 272
 273 /* Maximum allocatable size */
 274 #define KMALLOC_MAX_SIZE        (1UL << KMALLOC_SHIFT_MAX)
 275 /* Maximum size for which we actually use a slab cache */
 276 #define KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE  (1UL << KMALLOC_SHIFT_HIGH)
 277 /* Maximum order allocatable via the slab allocagtor */
 278 #define KMALLOC_MAX_ORDER       (KMALLOC_SHIFT_MAX - PAGE_SHIFT)
 279
 280 /*
 281  * Kmalloc subsystem.
 282  */
 283 #ifndef KMALLOC_MIN_SIZE
 284 #define KMALLOC_MIN_SIZE (1 << KMALLOC_SHIFT_LOW)
 285 #endif
 286
 287 /*
 288  * This restriction comes from byte sized index implementation.
 289  * Page size is normally 2^12 bytes and, in this case, if we want to use
 290  * byte sized index which can represent 2^8 entries, the size of the object
 291  * should be equal or greater to 2^12 / 2^8 = 2^4 = 16.
 292  * If minimum size of kmalloc is less than 16, we use it as minimum object
 293  * size and give up to use byte sized index.
 294  */
 295 #define SLAB_OBJ_MIN_SIZE      (KMALLOC_MIN_SIZE < 16 ? \
 296                                (KMALLOC_MIN_SIZE) : 16)
 297
 298 enum kmalloc_cache_type {
 299         KMALLOC_NORMAL = 0,
 300 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 301         KMALLOC_DMA,
 302 #endif
 303         NR_KMALLOC_TYPES
 304 };
 305
 306 #ifndef CONFIG_SLOB
 307 extern struct kmem_cache *
 308 kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES][KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
 309
 310 static __always_inline enum kmalloc_cache_type kmalloc_type(gfp_t flags)
 311 {
 312         int is_dma = 0;
 313
 314 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 315         is_dma = !!(flags & __GFP_DMA);
 316 #endif
 317
 318         return is_dma;
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Figure out which kmalloc slab an allocation of a certain size
 323  * belongs to.
 324  * 0 = zero alloc
 325  * 1 =  65 .. 96 bytes
 326  * 2 = 129 .. 192 bytes
 327  * n = 2^(n-1)+1 .. 2^n
 328  */
 329 static __always_inline unsigned int kmalloc_index(size_t size)
 330 {
 331         if (!size)
 332                 return 0;
 333
 334         if (size <= KMALLOC_MIN_SIZE)
 335                 return KMALLOC_SHIFT_LOW;
 336
 337         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && size > 64 && size <= 96)
 338                 return 1;
 339         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && size > 128 && size <= 192)
 340                 return 2;
 341         if (size <=          8) return 3;
 342         if (size <=         16) return 4;
 343         if (size <=         32) return 5;
 344         if (size <=         64) return 6;
 345         if (size <=        128) return 7;
 346         if (size <=        256) return 8;
 347         if (size <=        512) return 9;
 348         if (size <=       1024) return 10;
 349         if (size <=   2 * 1024) return 11;
 350         if (size <=   4 * 1024) return 12;
 351         if (size <=   8 * 1024) return 13;
 352         if (size <=  16 * 1024) return 14;
 353         if (size <=  32 * 1024) return 15;
 354         if (size <=  64 * 1024) return 16;
 355         if (size <= 128 * 1024) return 17;
 356         if (size <= 256 * 1024) return 18;
 357         if (size <= 512 * 1024) return 19;
 358         if (size <= 1024 * 1024) return 20;
 359         if (size <=  2 * 1024 * 1024) return 21;
 360         if (size <=  4 * 1024 * 1024) return 22;
 361         if (size <=  8 * 1024 * 1024) return 23;
 362         if (size <=  16 * 1024 * 1024) return 24;
 363         if (size <=  32 * 1024 * 1024) return 25;
 364         if (size <=  64 * 1024 * 1024) return 26;
 365         BUG();
 366
 367         /* Will never be reached. Needed because the compiler may complain */
 368         return -1;
 369 }
 370 #endif /* !CONFIG_SLOB */
 371
 372 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags) __assume_kmalloc_alignment __malloc;
 373 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t flags) __assume_slab_alignment __malloc;
 374 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *, void *);
 375
 376 /*
 377  * Bulk allocation and freeing operations. These are accelerated in an
 378  * allocator specific way to avoid taking locks repeatedly or building
 379  * metadata structures unnecessarily.
 380  *
 381  * Note that interrupts must be enabled when calling these functions.
 382  */
 383 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *, size_t, void **);
 384 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *, gfp_t, size_t, void **);
 385
 386 /*
 387  * Caller must not use kfree_bulk() on memory not originally allocated
 388  * by kmalloc(), because the SLOB allocator cannot handle this.
 389  */
 390 static __always_inline void kfree_bulk(size_t size, void **p)
 391 {
 392         kmem_cache_free_bulk(NULL, size, p);
 393 }
 394
 395 #ifdef CONFIG_NUMA
 396 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node) __assume_kmalloc_alignment __malloc;
 397 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t flags, int node) __assume_slab_alignment __malloc;
 398 #else
 399 static __always_inline void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 400 {
 401         return __kmalloc(size, flags);
 402 }
 403
 404 static __always_inline void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
 405 {
 406         return kmem_cache_alloc(s, flags);
 407 }
 408 #endif
 409
 410 #ifdef CONFIG_TRACING
 411 extern void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *, gfp_t, size_t) __assume_slab_alignment __malloc;
 412
 413 #ifdef CONFIG_NUMA
 414 extern void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
 415                                            gfp_t gfpflags,
 416                                            int node, size_t size) __assume_slab_alignment __malloc;
 417 #else
 418 static __always_inline void *
 419 kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
 420                               gfp_t gfpflags,
 421                               int node, size_t size)
 422 {
 423         return kmem_cache_alloc_trace(s, gfpflags, size);
 424 }
 425 #endif /* CONFIG_NUMA */
 426
 427 #else /* CONFIG_TRACING */
 428 static __always_inline void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s,
 429                 gfp_t flags, size_t size)
 430 {
 431         void *ret = kmem_cache_alloc(s, flags);
 432
 433         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
 434         return ret;
 435 }
 436
 437 static __always_inline void *
 438 kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
 439                               gfp_t gfpflags,
 440                               int node, size_t size)
 441 {
 442         void *ret = kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node);
 443
 444         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
 445         return ret;
 446 }
 447 #endif /* CONFIG_TRACING */
 448
 449 extern void *kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order) __assume_page_alignment __malloc;
 450
 451 #ifdef CONFIG_TRACING
 452 extern void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order) __assume_page_alignment __malloc;
 453 #else
 454 static __always_inline void *
 455 kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
 456 {
 457         return kmalloc_order(size, flags, order);
 458 }
 459 #endif
 460
 461 static __always_inline void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
 462 {
 463         unsigned int order = get_order(size);
 464         return kmalloc_order_trace(size, flags, order);
 465 }
 466
 467 /**
 468  * kmalloc - allocate memory
 469  * @size: how many bytes of memory are required.
 470  * @flags: the type of memory to allocate.
 471  *
 472  * kmalloc is the normal method of allocating memory
 473  * for objects smaller than page size in the kernel.
 474  *
 475  * The @flags argument may be one of:
 476  *
 477  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
 478  *
 479  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
 480  *
 481  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  May use emergency pools.
 482  *   For example, use this inside interrupt handlers.
 483  *
 484  * %GFP_HIGHUSER - Allocate pages from high memory.
 485  *
 486  * %GFP_NOIO - Do not do any I/O at all while trying to get memory.
 487  *
 488  * %GFP_NOFS - Do not make any fs calls while trying to get memory.
 489  *
 490  * %GFP_NOWAIT - Allocation will not sleep.
 491  *
 492  * %__GFP_THISNODE - Allocate node-local memory only.
 493  *
 494  * %GFP_DMA - Allocation suitable for DMA.
 495  *   Should only be used for kmalloc() caches. Otherwise, use a
 496  *   slab created with SLAB_DMA.
 497  *
 498  * Also it is possible to set different flags by OR'ing
 499  * in one or more of the following additional @flags:
 500  *
 501  * %__GFP_HIGH - This allocation has high priority and may use emergency pools.
 502  *
 503  * %__GFP_NOFAIL - Indicate that this allocation is in no way allowed to fail
 504  *   (think twice before using).
 505  *
 506  * %__GFP_NORETRY - If memory is not immediately available,
 507  *   then give up at once.
 508  *
 509  * %__GFP_NOWARN - If allocation fails, don't issue any warnings.
 510  *
 511  * %__GFP_RETRY_MAYFAIL - Try really hard to succeed the allocation but fail
 512  *   eventually.
 513  *
 514  * There are other flags available as well, but these are not intended
 515  * for general use, and so are not documented here. For a full list of
 516  * potential flags, always refer to linux/gfp.h.
 517  */
 518 static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
 519 {
 520         if (__builtin_constant_p(size)) {
 521 #ifndef CONFIG_SLOB
 522                 unsigned int index;
 523 #endif
 524                 if (size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)
 525                         return kmalloc_large(size, flags);
 526 #ifndef CONFIG_SLOB
 527                 index = kmalloc_index(size);
 528
 529                 if (!index)
 530                         return ZERO_SIZE_PTR;
 531
 532                 return kmem_cache_alloc_trace(
 533                                 kmalloc_caches[kmalloc_type(flags)][index],
 534                                 flags, size);
 535 #endif
 536         }
 537         return __kmalloc(size, flags);
 538 }
 539
 540 /*
 541  * Determine size used for the nth kmalloc cache.
 542  * return size or 0 if a kmalloc cache for that
 543  * size does not exist
 544  */
 545 static __always_inline unsigned int kmalloc_size(unsigned int n)
 546 {
 547 #ifndef CONFIG_SLOB
 548         if (n > 2)
 549                 return 1U << n;
 550
 551         if (n == 1 && KMALLOC_MIN_SIZE <= 32)
 552                 return 96;
 553
 554         if (n == 2 && KMALLOC_MIN_SIZE <= 64)
 555                 return 192;
 556 #endif
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 static __always_inline void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 561 {
 562 #ifndef CONFIG_SLOB
 563         if (__builtin_constant_p(size) &&
 564                 size <= KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE) {
 565                 unsigned int i = kmalloc_index(size);
 566
 567                 if (!i)
 568                         return ZERO_SIZE_PTR;
 569
 570                 return kmem_cache_alloc_node_trace(
 571                                 kmalloc_caches[kmalloc_type(flags)][i],
 572                                                 flags, node, size);
 573         }
 574 #endif
 575         return __kmalloc_node(size, flags, node);
 576 }
 577
 578 struct memcg_cache_array {
 579         struct rcu_head rcu;
 580         struct kmem_cache *entries[0];
 581 };
 582
 583 /*
 584  * This is the main placeholder for memcg-related information in kmem caches.
 585  * Both the root cache and the child caches will have it. For the root cache,
 586  * this will hold a dynamically allocated array large enough to hold
 587  * information about the currently limited memcgs in the system. To allow the
 588  * array to be accessed without taking any locks, on relocation we free the old
 589  * version only after a grace period.
 590  *
 591  * Root and child caches hold different metadata.
 592  *
 593  * @root_cache: Common to root and child caches.  NULL for root, pointer to
 594  *              the root cache for children.
 595  *
 596  * The following fields are specific to root caches.
 597  *
 598  * @memcg_caches: kmemcg ID indexed table of child caches.  This table is
 599  *              used to index child cachces during allocation and cleared
 600  *              early during shutdown.
 601  *
 602  * @root_caches_node: List node for slab_root_caches list.
 603  *
 604  * @children:   List of all child caches.  While the child caches are also
 605  *              reachable through @memcg_caches, a child cache remains on
 606  *              this list until it is actually destroyed.
 607  *
 608  * The following fields are specific to child caches.
 609  *
 610  * @memcg:      Pointer to the memcg this cache belongs to.
 611  *
 612  * @children_node: List node for @root_cache->children list.
 613  *
 614  * @kmem_caches_node: List node for @memcg->kmem_caches list.
 615  */
 616 struct memcg_cache_params {
 617         struct kmem_cache *root_cache;
 618         union {
 619                 struct {
 620                         struct memcg_cache_array __rcu *memcg_caches;
 621                         struct list_head __root_caches_node;
 622                         struct list_head children;
 623                         bool dying;
 624                 };
 625                 struct {
 626                         struct mem_cgroup *memcg;
 627                         struct list_head children_node;
 628                         struct list_head kmem_caches_node;
 629
 630                         void (*deact_fn)(struct kmem_cache *);
 631                         union {
 632                                 struct rcu_head deact_rcu_head;
 633                                 struct work_struct deact_work;
 634                         };
 635                 };
 636         };
 637 };
 638
 639 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs);
 640
 641 /**
 642  * kmalloc_array - allocate memory for an array.
 643  * @n: number of elements.
 644  * @size: element size.
 645  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 646  */
 647 static inline void *kmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
 648 {
 649         size_t bytes;
 650
 651         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
 652                 return NULL;
 653         if (__builtin_constant_p(n) && __builtin_constant_p(size))
 654                 return kmalloc(bytes, flags);
 655         return __kmalloc(bytes, flags);
 656 }
 657
 658 /**
 659  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
 660  * @n: number of elements.
 661  * @size: element size.
 662  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 663  */
 664 static inline void *kcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
 665 {
 666         return kmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
 667 }
 668
 669 /*
 670  * kmalloc_track_caller is a special version of kmalloc that records the
 671  * calling function of the routine calling it for slab leak tracking instead
 672  * of just the calling function (confusing, eh?).
 673  * It's useful when the call to kmalloc comes from a widely-used standard
 674  * allocator where we care about the real place the memory allocation
 675  * request comes from.
 676  */
 677 extern void *__kmalloc_track_caller(size_t, gfp_t, unsigned long);
 678 #define kmalloc_track_caller(size, flags) \
 679         __kmalloc_track_caller(size, flags, _RET_IP_)
 680
 681 static inline void *kmalloc_array_node(size_t n, size_t size, gfp_t flags,
 682                                        int node)
 683 {
 684         size_t bytes;
 685
 686         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
 687                 return NULL;
 688         if (__builtin_constant_p(n) && __builtin_constant_p(size))
 689                 return kmalloc_node(bytes, flags, node);
 690         return __kmalloc_node(bytes, flags, node);
 691 }
 692
 693 static inline void *kcalloc_node(size_t n, size_t size, gfp_t flags, int node)
 694 {
 695         return kmalloc_array_node(n, size, flags | __GFP_ZERO, node);
 696 }
 697
 698
 699 #ifdef CONFIG_NUMA
 700 extern void *__kmalloc_node_track_caller(size_t, gfp_t, int, unsigned long);
 701 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
 702         __kmalloc_node_track_caller(size, flags, node, \
 703                         _RET_IP_)
 704
 705 #else /* CONFIG_NUMA */
 706
 707 #define kmalloc_node_track_caller(size, flags, node) \
 708         kmalloc_track_caller(size, flags)
 709
 710 #endif /* CONFIG_NUMA */
 711
 712 /*
 713  * Shortcuts
 714  */
 715 static inline void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *k, gfp_t flags)
 716 {
 717         return kmem_cache_alloc(k, flags | __GFP_ZERO);
 718 }
 719
 720 /**
 721  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
 722  * @size: how many bytes of memory are required.
 723  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 724  */
 725 static inline void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)
 726 {
 727         return kmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
 728 }
 729
 730 /**
 731  * kzalloc_node - allocate zeroed memory from a particular memory node.
 732  * @size: how many bytes of memory are required.
 733  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 734  * @node: memory node from which to allocate
 735  */
 736 static inline void *kzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 737 {
 738         return kmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
 739 }
 740
 741 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s);
 742 void __init kmem_cache_init_late(void);
 743
 744 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_SLAB)
 745 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu);
 746 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu);
 747 #else
 748 #define slab_prepare_cpu        NULL
 749 #define slab_dead_cpu           NULL
 750 #endif
 751
 752 #endif  /* _LINUX_SLAB_H */