include/linux/hugetlb.h

   1 #ifndef _LINUX_HUGETLB_H
   2 #define _LINUX_HUGETLB_H
   3
   4 #include <linux/mm_types.h>
   5 #include <linux/mmdebug.h>
   6 #include <linux/fs.h>
   7 #include <linux/hugetlb_inline.h>
   8 #include <linux/cgroup.h>
   9 #include <linux/list.h>
  10 #include <linux/kref.h>
  11
  12 struct ctl_table;
  13 struct user_struct;
  14 struct mmu_gather;
  15
  16 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  17
  18 #include <linux/mempolicy.h>
  19 #include <linux/shm.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21
  22 struct hugepage_subpool {
  23         spinlock_t lock;
  24         long count;
  25         long max_hpages;        /* Maximum huge pages or -1 if no maximum. */
  26         long used_hpages;       /* Used count against maximum, includes */
  27                                 /* both alloced and reserved pages. */
  28         struct hstate *hstate;
  29         long min_hpages;        /* Minimum huge pages or -1 if no minimum. */
  30         long rsv_hpages;        /* Pages reserved against global pool to */
  31                                 /* sasitfy minimum size. */
  32 };
  33
  34 struct resv_map {
  35         struct kref refs;
  36         spinlock_t lock;
  37         struct list_head regions;
  38         long adds_in_progress;
  39         struct list_head region_cache;
  40         long region_cache_count;
  41 };
  42 extern struct resv_map *resv_map_alloc(void);
  43 void resv_map_release(struct kref *ref);
  44
  45 extern spinlock_t hugetlb_lock;
  46 extern int hugetlb_max_hstate __read_mostly;
  47 #define for_each_hstate(h) \
  48         for ((h) = hstates; (h) < &hstates[hugetlb_max_hstate]; (h)++)
  49
  50 struct hugepage_subpool *hugepage_new_subpool(struct hstate *h, long max_hpages,
  51                                                 long min_hpages);
  52 void hugepage_put_subpool(struct hugepage_subpool *spool);
  53
  54 void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma);
  55 int hugetlb_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  56 int hugetlb_overcommit_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  57 int hugetlb_treat_movable_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  58
  59 #ifdef CONFIG_NUMA
  60 int hugetlb_mempolicy_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
  61                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
  62 #endif
  63
  64 int copy_hugetlb_page_range(struct mm_struct *, struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
  65 long follow_hugetlb_page(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
  66                          struct page **, struct vm_area_struct **,
  67                          unsigned long *, unsigned long *, long, unsigned int);
  68 void unmap_hugepage_range(struct vm_area_struct *,
  69                           unsigned long, unsigned long, struct page *);
  70 void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
  71                           struct vm_area_struct *vma,
  72                           unsigned long start, unsigned long end,
  73                           struct page *ref_page);
  74 void __unmap_hugepage_range(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *vma,
  75                                 unsigned long start, unsigned long end,
  76                                 struct page *ref_page);
  77 void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *);
  78 int hugetlb_report_node_meminfo(int, char *);
  79 void hugetlb_show_meminfo(void);
  80 unsigned long hugetlb_total_pages(void);
  81 int hugetlb_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  82                         unsigned long address, unsigned int flags);
  83 int hugetlb_reserve_pages(struct inode *inode, long from, long to,
  84                                                 struct vm_area_struct *vma,
  85                                                 vm_flags_t vm_flags);
  86 long hugetlb_unreserve_pages(struct inode *inode, long start, long end,
  87                                                 long freed);
  88 int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page);
  89 bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list);
  90 void putback_active_hugepage(struct page *page);
  91 void free_huge_page(struct page *page);
  92 void hugetlb_fix_reserve_counts(struct inode *inode, bool restore_reserve);
  93 extern struct mutex *hugetlb_fault_mutex_table;
  94 u32 hugetlb_fault_mutex_hash(struct hstate *h, struct address_space *mapping,
  95                                 pgoff_t idx);
  96
  97 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_HUGE_PMD_SHARE
  98 pte_t *huge_pmd_share(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pud_t *pud);
  99 #endif
 100
 101 extern int hugepages_treat_as_movable;
 102 extern int sysctl_hugetlb_shm_group;
 103 extern struct list_head huge_boot_pages;
 104
 105 /* arch callbacks */
 106
 107 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm,
 108                         unsigned long addr, unsigned long sz);
 109 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 110 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep);
 111 void adjust_range_if_pmd_sharing_possible(struct vm_area_struct *vma,
 112                                 unsigned long *start, unsigned long *end);
 113 struct page *follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 114                               int write);
 115 struct page *follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 116                                 pmd_t *pmd, int flags);
 117 struct page *follow_huge_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 118                                 pud_t *pud, int flags);
 119 int pmd_huge(pmd_t pmd);
 120 int pud_huge(pud_t pmd);
 121 unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 122                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot);
 123
 124 #else /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 125
 126 static inline void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma)
 127 {
 128 }
 129
 130 static inline unsigned long hugetlb_total_pages(void)
 131 {
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 static inline int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr,
 136                                                 pte_t *ptep)
 137 {
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 static inline void adjust_range_if_pmd_sharing_possible(
 142                                 struct vm_area_struct *vma,
 143                                 unsigned long *start, unsigned long *end)
 144 {
 145 }
 146
 147 #define follow_hugetlb_page(m,v,p,vs,a,b,i,w)   ({ BUG(); 0; })
 148 #define follow_huge_addr(mm, addr, write)       ERR_PTR(-EINVAL)
 149 #define copy_hugetlb_page_range(src, dst, vma)  ({ BUG(); 0; })
 150 static inline void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *m)
 151 {
 152 }
 153 #define hugetlb_report_node_meminfo(n, buf)     0
 154 static inline void hugetlb_show_meminfo(void)
 155 {
 156 }
 157 #define follow_huge_pmd(mm, addr, pmd, flags)   NULL
 158 #define follow_huge_pud(mm, addr, pud, flags)   NULL
 159 #define prepare_hugepage_range(file, addr, len) (-EINVAL)
 160 #define pmd_huge(x)     0
 161 #define pud_huge(x)     0
 162 #define is_hugepage_only_range(mm, addr, len)   0
 163 #define hugetlb_free_pgd_range(tlb, addr, end, floor, ceiling) ({BUG(); 0; })
 164 #define hugetlb_fault(mm, vma, addr, flags)     ({ BUG(); 0; })
 165 #define huge_pte_offset(mm, address)    0
 166 static inline int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page)
 167 {
 168         return 0;
 169 }
 170
 171 static inline bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list)
 172 {
 173         return false;
 174 }
 175 #define putback_active_hugepage(p)      do {} while (0)
 176
 177 static inline unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 178                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 179 {
 180         return 0;
 181 }
 182
 183 static inline void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
 184                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 185                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 186 {
 187         BUG();
 188 }
 189
 190 static inline void __unmap_hugepage_range(struct mmu_gather *tlb,
 191                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 192                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 193 {
 194         BUG();
 195 }
 196
 197 #endif /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 198 /*
 199  * hugepages at page global directory. If arch support
 200  * hugepages at pgd level, they need to define this.
 201  */
 202 #ifndef pgd_huge
 203 #define pgd_huge(x)     0
 204 #endif
 205
 206 #ifndef pgd_write
 207 static inline int pgd_write(pgd_t pgd)
 208 {
 209         BUG();
 210         return 0;
 211 }
 212 #endif
 213
 214 #ifndef pud_write
 215 static inline int pud_write(pud_t pud)
 216 {
 217         BUG();
 218         return 0;
 219 }
 220 #endif
 221
 222 #ifndef is_hugepd
 223 /*
 224  * Some architectures requires a hugepage directory format that is
 225  * required to support multiple hugepage sizes. For example
 226  * a4fe3ce76 "powerpc/mm: Allow more flexible layouts for hugepage pagetables"
 227  * introduced the same on powerpc. This allows for a more flexible hugepage
 228  * pagetable layout.
 229  */
 230 typedef struct { unsigned long pd; } hugepd_t;
 231 #define is_hugepd(hugepd) (0)
 232 #define __hugepd(x) ((hugepd_t) { (x) })
 233 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 234                               unsigned pdshift, unsigned long end,
 235                               int write, struct page **pages, int *nr)
 236 {
 237         return 0;
 238 }
 239 #else
 240 extern int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 241                        unsigned pdshift, unsigned long end,
 242                        int write, struct page **pages, int *nr);
 243 #endif
 244
 245 #define HUGETLB_ANON_FILE "anon_hugepage"
 246
 247 enum {
 248         /*
 249          * The file will be used as an shm file so shmfs accounting rules
 250          * apply
 251          */
 252         HUGETLB_SHMFS_INODE     = 1,
 253         /*
 254          * The file is being created on the internal vfs mount and shmfs
 255          * accounting rules do not apply
 256          */
 257         HUGETLB_ANONHUGE_INODE  = 2,
 258 };
 259
 260 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
 261 struct hugetlbfs_sb_info {
 262         long    max_inodes;   /* inodes allowed */
 263         long    free_inodes;  /* inodes free */
 264         spinlock_t      stat_lock;
 265         struct hstate *hstate;
 266         struct hugepage_subpool *spool;
 267 };
 268
 269 static inline struct hugetlbfs_sb_info *HUGETLBFS_SB(struct super_block *sb)
 270 {
 271         return sb->s_fs_info;
 272 }
 273
 274 extern const struct file_operations hugetlbfs_file_operations;
 275 extern const struct vm_operations_struct hugetlb_vm_ops;
 276 struct file *hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acct,
 277                                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 278                                 int page_size_log);
 279
 280 static inline int is_file_hugepages(struct file *file)
 281 {
 282         if (file->f_op == &hugetlbfs_file_operations)
 283                 return 1;
 284         if (is_file_shm_hugepages(file))
 285                 return 1;
 286
 287         return 0;
 288 }
 289
 290
 291 #else /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 292
 293 #define is_file_hugepages(file)                 0
 294 static inline struct file *
 295 hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acctflag,
 296                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 297                 int page_size_log)
 298 {
 299         return ERR_PTR(-ENOSYS);
 300 }
 301
 302 #endif /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 303
 304 #ifdef HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA
 305 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 306                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 307                                         unsigned long flags);
 308 #endif /* HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA */
 309
 310 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 311
 312 #define HSTATE_NAME_LEN 32
 313 /* Defines one hugetlb page size */
 314 struct hstate {
 315         int next_nid_to_alloc;
 316         int next_nid_to_free;
 317         unsigned int order;
 318         unsigned long mask;
 319         unsigned long max_huge_pages;
 320         unsigned long nr_huge_pages;
 321         unsigned long free_huge_pages;
 322         unsigned long resv_huge_pages;
 323         unsigned long surplus_huge_pages;
 324         unsigned long nr_overcommit_huge_pages;
 325         struct list_head hugepage_activelist;
 326         struct list_head hugepage_freelists[MAX_NUMNODES];
 327         unsigned int nr_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 328         unsigned int free_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 329         unsigned int surplus_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 330 #ifdef CONFIG_CGROUP_HUGETLB
 331         /* cgroup control files */
 332         struct cftype cgroup_files[5];
 333 #endif
 334         char name[HSTATE_NAME_LEN];
 335 };
 336
 337 struct huge_bootmem_page {
 338         struct list_head list;
 339         struct hstate *hstate;
 340 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 341         phys_addr_t phys;
 342 #endif
 343 };
 344
 345 struct page *alloc_huge_page(struct vm_area_struct *vma,
 346                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 347 struct page *alloc_huge_page_node(struct hstate *h, int nid);
 348 struct page *alloc_huge_page_noerr(struct vm_area_struct *vma,
 349                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 350 int huge_add_to_page_cache(struct page *page, struct address_space *mapping,
 351                         pgoff_t idx);
 352
 353 /* arch callback */
 354 int __init alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *h);
 355
 356 void __init hugetlb_add_hstate(unsigned order);
 357 struct hstate *size_to_hstate(unsigned long size);
 358
 359 #ifndef HUGE_MAX_HSTATE
 360 #define HUGE_MAX_HSTATE 1
 361 #endif
 362
 363 extern struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
 364 extern unsigned int default_hstate_idx;
 365
 366 #define default_hstate (hstates[default_hstate_idx])
 367
 368 static inline struct hstate *hstate_inode(struct inode *i)
 369 {
 370         struct hugetlbfs_sb_info *hsb;
 371         hsb = HUGETLBFS_SB(i->i_sb);
 372         return hsb->hstate;
 373 }
 374
 375 static inline struct hstate *hstate_file(struct file *f)
 376 {
 377         return hstate_inode(file_inode(f));
 378 }
 379
 380 static inline struct hstate *hstate_sizelog(int page_size_log)
 381 {
 382         if (!page_size_log)
 383                 return &default_hstate;
 384
 385         return size_to_hstate(1UL << page_size_log);
 386 }
 387
 388 static inline struct hstate *hstate_vma(struct vm_area_struct *vma)
 389 {
 390         return hstate_file(vma->vm_file);
 391 }
 392
 393 static inline unsigned long huge_page_size(struct hstate *h)
 394 {
 395         return (unsigned long)PAGE_SIZE << h->order;
 396 }
 397
 398 extern unsigned long vma_kernel_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 399
 400 extern unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 401
 402 static inline unsigned long huge_page_mask(struct hstate *h)
 403 {
 404         return h->mask;
 405 }
 406
 407 static inline unsigned int huge_page_order(struct hstate *h)
 408 {
 409         return h->order;
 410 }
 411
 412 static inline unsigned huge_page_shift(struct hstate *h)
 413 {
 414         return h->order + PAGE_SHIFT;
 415 }
 416
 417 static inline bool hstate_is_gigantic(struct hstate *h)
 418 {
 419         return huge_page_order(h) >= MAX_ORDER;
 420 }
 421
 422 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 423 {
 424         return 1 << h->order;
 425 }
 426
 427 static inline unsigned int blocks_per_huge_page(struct hstate *h)
 428 {
 429         return huge_page_size(h) / 512;
 430 }
 431
 432 #include <asm/hugetlb.h>
 433
 434 #ifndef arch_make_huge_pte
 435 static inline pte_t arch_make_huge_pte(pte_t entry, struct vm_area_struct *vma,
 436                                        struct page *page, int writable)
 437 {
 438         return entry;
 439 }
 440 #endif
 441
 442 static inline struct hstate *page_hstate(struct page *page)
 443 {
 444         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page), page);
 445         return size_to_hstate(PAGE_SIZE << compound_order(page));
 446 }
 447
 448 static inline unsigned hstate_index_to_shift(unsigned index)
 449 {
 450         return hstates[index].order + PAGE_SHIFT;
 451 }
 452
 453 static inline int hstate_index(struct hstate *h)
 454 {
 455         return h - hstates;
 456 }
 457
 458 pgoff_t __basepage_index(struct page *page);
 459
 460 /* Return page->index in PAGE_SIZE units */
 461 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 462 {
 463         if (!PageCompound(page))
 464                 return page->index;
 465
 466         return __basepage_index(page);
 467 }
 468
 469 extern void dissolve_free_huge_pages(unsigned long start_pfn,
 470                                      unsigned long end_pfn);
 471 static inline int hugepage_migration_supported(struct hstate *h)
 472 {
 473 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_HUGEPAGE_MIGRATION
 474         return huge_page_shift(h) == PMD_SHIFT;
 475 #else
 476         return 0;
 477 #endif
 478 }
 479
 480 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 481                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 482 {
 483         if (huge_page_size(h) == PMD_SIZE)
 484                 return pmd_lockptr(mm, (pmd_t *) pte);
 485         VM_BUG_ON(huge_page_size(h) == PAGE_SIZE);
 486         return &mm->page_table_lock;
 487 }
 488
 489 #ifndef hugepages_supported
 490 /*
 491  * Some platform decide whether they support huge pages at boot
 492  * time. Some of them, such as powerpc, set HPAGE_SHIFT to 0
 493  * when there is no such support
 494  */
 495 #define hugepages_supported() (HPAGE_SHIFT != 0)
 496 #endif
 497
 498 void hugetlb_report_usage(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm);
 499
 500 static inline void hugetlb_count_add(long l, struct mm_struct *mm)
 501 {
 502         atomic_long_add(l, &mm->hugetlb_usage);
 503 }
 504
 505 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 506 {
 507         atomic_long_sub(l, &mm->hugetlb_usage);
 508 }
 509
 510 void set_page_huge_active(struct page *page);
 511
 512 #else   /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 513 struct hstate {};
 514 #define alloc_huge_page(v, a, r) NULL
 515 #define alloc_huge_page_node(h, nid) NULL
 516 #define alloc_huge_page_noerr(v, a, r) NULL
 517 #define alloc_bootmem_huge_page(h) NULL
 518 #define hstate_file(f) NULL
 519 #define hstate_sizelog(s) NULL
 520 #define hstate_vma(v) NULL
 521 #define hstate_inode(i) NULL
 522 #define page_hstate(page) NULL
 523 #define huge_page_size(h) PAGE_SIZE
 524 #define huge_page_mask(h) PAGE_MASK
 525 #define vma_kernel_pagesize(v) PAGE_SIZE
 526 #define vma_mmu_pagesize(v) PAGE_SIZE
 527 #define huge_page_order(h) 0
 528 #define huge_page_shift(h) PAGE_SHIFT
 529 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 530 {
 531         return 1;
 532 }
 533 #define hstate_index_to_shift(index) 0
 534 #define hstate_index(h) 0
 535
 536 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 537 {
 538         return page->index;
 539 }
 540 #define dissolve_free_huge_pages(s, e)  do {} while (0)
 541 #define hugepage_migration_supported(h) 0
 542
 543 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 544                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 545 {
 546         return &mm->page_table_lock;
 547 }
 548
 549 static inline void hugetlb_report_usage(struct seq_file *f, struct mm_struct *m)
 550 {
 551 }
 552
 553 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 554 {
 555 }
 556 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 557
 558 static inline spinlock_t *huge_pte_lock(struct hstate *h,
 559                                         struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 560 {
 561         spinlock_t *ptl;
 562
 563         ptl = huge_pte_lockptr(h, mm, pte);
 564         spin_lock(ptl);
 565         return ptl;
 566 }
 567
 568 #endif /* _LINUX_HUGETLB_H */