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 #include <asm/pgtable.h>
  12
  13 struct ctl_table;
  14 struct user_struct;
  15 struct mmu_gather;
  16
  17 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  18
  19 #include <linux/mempolicy.h>
  20 #include <linux/shm.h>
  21 #include <asm/tlbflush.h>
  22
  23 struct hugepage_subpool {
  24         spinlock_t lock;
  25         long count;
  26         long max_hpages;        /* Maximum huge pages or -1 if no maximum. */
  27         long used_hpages;       /* Used count against maximum, includes */
  28                                 /* both alloced and reserved pages. */
  29         struct hstate *hstate;
  30         long min_hpages;        /* Minimum huge pages or -1 if no minimum. */
  31         long rsv_hpages;        /* Pages reserved against global pool to */
  32                                 /* sasitfy minimum size. */
  33 };
  34
  35 struct resv_map {
  36         struct kref refs;
  37         spinlock_t lock;
  38         struct list_head regions;
  39         long adds_in_progress;
  40         struct list_head region_cache;
  41         long region_cache_count;
  42 };
  43 extern struct resv_map *resv_map_alloc(void);
  44 void resv_map_release(struct kref *ref);
  45
  46 extern spinlock_t hugetlb_lock;
  47 extern int hugetlb_max_hstate __read_mostly;
  48 #define for_each_hstate(h) \
  49         for ((h) = hstates; (h) < &hstates[hugetlb_max_hstate]; (h)++)
  50
  51 struct hugepage_subpool *hugepage_new_subpool(struct hstate *h, long max_hpages,
  52                                                 long min_hpages);
  53 void hugepage_put_subpool(struct hugepage_subpool *spool);
  54
  55 void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma);
  56 int hugetlb_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  57 int hugetlb_overcommit_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  58 int hugetlb_treat_movable_handler(struct ctl_table *, int, void __user *, size_t *, loff_t *);
  59
  60 #ifdef CONFIG_NUMA
  61 int hugetlb_mempolicy_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
  62                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
  63 #endif
  64
  65 int copy_hugetlb_page_range(struct mm_struct *, struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
  66 long follow_hugetlb_page(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
  67                          struct page **, struct vm_area_struct **,
  68                          unsigned long *, unsigned long *, long, unsigned int,
  69                          int *);
  70 void unmap_hugepage_range(struct vm_area_struct *,
  71                           unsigned long, unsigned long, struct page *);
  72 void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
  73                           struct vm_area_struct *vma,
  74                           unsigned long start, unsigned long end,
  75                           struct page *ref_page);
  76 void __unmap_hugepage_range(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *vma,
  77                                 unsigned long start, unsigned long end,
  78                                 struct page *ref_page);
  79 void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *);
  80 int hugetlb_report_node_meminfo(int, char *);
  81 void hugetlb_show_meminfo(void);
  82 unsigned long hugetlb_total_pages(void);
  83 int hugetlb_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  84                         unsigned long address, unsigned int flags);
  85 int hugetlb_mcopy_atomic_pte(struct mm_struct *dst_mm, pte_t *dst_pte,
  86                                 struct vm_area_struct *dst_vma,
  87                                 unsigned long dst_addr,
  88                                 unsigned long src_addr,
  89                                 struct page **pagep);
  90 int hugetlb_reserve_pages(struct inode *inode, long from, long to,
  91                                                 struct vm_area_struct *vma,
  92                                                 vm_flags_t vm_flags);
  93 long hugetlb_unreserve_pages(struct inode *inode, long start, long end,
  94                                                 long freed);
  95 int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page);
  96 bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list);
  97 void putback_active_hugepage(struct page *page);
  98 void free_huge_page(struct page *page);
  99 void hugetlb_fix_reserve_counts(struct inode *inode);
 100 extern struct mutex *hugetlb_fault_mutex_table;
 101 u32 hugetlb_fault_mutex_hash(struct hstate *h, struct mm_struct *mm,
 102                                 struct vm_area_struct *vma,
 103                                 struct address_space *mapping,
 104                                 pgoff_t idx, unsigned long address);
 105
 106 pte_t *huge_pmd_share(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pud_t *pud);
 107
 108 extern int hugepages_treat_as_movable;
 109 extern int sysctl_hugetlb_shm_group;
 110 extern struct list_head huge_boot_pages;
 111
 112 /* arch callbacks */
 113
 114 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm,
 115                         unsigned long addr, unsigned long sz);
 116 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 117 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep);
 118 struct page *follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 119                               int write);
 120 struct page *follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 121                                 pmd_t *pmd, int flags);
 122 struct page *follow_huge_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 123                                 pud_t *pud, int flags);
 124 int pmd_huge(pmd_t pmd);
 125 int pud_huge(pud_t pud);
 126 unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 127                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot);
 128
 129 #else /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 130
 131 static inline void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma)
 132 {
 133 }
 134
 135 static inline unsigned long hugetlb_total_pages(void)
 136 {
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 #define follow_hugetlb_page(m,v,p,vs,a,b,i,w,n) ({ BUG(); 0; })
 141 #define follow_huge_addr(mm, addr, write)       ERR_PTR(-EINVAL)
 142 #define copy_hugetlb_page_range(src, dst, vma)  ({ BUG(); 0; })
 143 static inline void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *m)
 144 {
 145 }
 146 #define hugetlb_report_node_meminfo(n, buf)     0
 147 static inline void hugetlb_show_meminfo(void)
 148 {
 149 }
 150 #define follow_huge_pmd(mm, addr, pmd, flags)   NULL
 151 #define follow_huge_pud(mm, addr, pud, flags)   NULL
 152 #define prepare_hugepage_range(file, addr, len) (-EINVAL)
 153 #define pmd_huge(x)     0
 154 #define pud_huge(x)     0
 155 #define is_hugepage_only_range(mm, addr, len)   0
 156 #define hugetlb_free_pgd_range(tlb, addr, end, floor, ceiling) ({BUG(); 0; })
 157 #define hugetlb_fault(mm, vma, addr, flags)     ({ BUG(); 0; })
 158 #define hugetlb_mcopy_atomic_pte(dst_mm, dst_pte, dst_vma, dst_addr, \
 159                                 src_addr, pagep)        ({ BUG(); 0; })
 160 #define huge_pte_offset(mm, address)    0
 161 static inline int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page)
 162 {
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 static inline bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list)
 167 {
 168         return false;
 169 }
 170 #define putback_active_hugepage(p)      do {} while (0)
 171
 172 static inline unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 173                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 174 {
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 static inline void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
 179                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 180                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 181 {
 182         BUG();
 183 }
 184
 185 static inline void __unmap_hugepage_range(struct mmu_gather *tlb,
 186                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 187                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 188 {
 189         BUG();
 190 }
 191
 192 #endif /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 193 /*
 194  * hugepages at page global directory. If arch support
 195  * hugepages at pgd level, they need to define this.
 196  */
 197 #ifndef pgd_huge
 198 #define pgd_huge(x)     0
 199 #endif
 200 #ifndef p4d_huge
 201 #define p4d_huge(x)     0
 202 #endif
 203
 204 #ifndef pgd_write
 205 static inline int pgd_write(pgd_t pgd)
 206 {
 207         BUG();
 208         return 0;
 209 }
 210 #endif
 211
 212 #ifndef pud_write
 213 static inline int pud_write(pud_t pud)
 214 {
 215         BUG();
 216         return 0;
 217 }
 218 #endif
 219
 220 #ifndef is_hugepd
 221 /*
 222  * Some architectures requires a hugepage directory format that is
 223  * required to support multiple hugepage sizes. For example
 224  * a4fe3ce76 "powerpc/mm: Allow more flexible layouts for hugepage pagetables"
 225  * introduced the same on powerpc. This allows for a more flexible hugepage
 226  * pagetable layout.
 227  */
 228 typedef struct { unsigned long pd; } hugepd_t;
 229 #define is_hugepd(hugepd) (0)
 230 #define __hugepd(x) ((hugepd_t) { (x) })
 231 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 232                               unsigned pdshift, unsigned long end,
 233                               int write, struct page **pages, int *nr)
 234 {
 235         return 0;
 236 }
 237 #else
 238 extern int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 239                        unsigned pdshift, unsigned long end,
 240                        int write, struct page **pages, int *nr);
 241 #endif
 242
 243 #define HUGETLB_ANON_FILE "anon_hugepage"
 244
 245 enum {
 246         /*
 247          * The file will be used as an shm file so shmfs accounting rules
 248          * apply
 249          */
 250         HUGETLB_SHMFS_INODE     = 1,
 251         /*
 252          * The file is being created on the internal vfs mount and shmfs
 253          * accounting rules do not apply
 254          */
 255         HUGETLB_ANONHUGE_INODE  = 2,
 256 };
 257
 258 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
 259 struct hugetlbfs_sb_info {
 260         long    max_inodes;   /* inodes allowed */
 261         long    free_inodes;  /* inodes free */
 262         spinlock_t      stat_lock;
 263         struct hstate *hstate;
 264         struct hugepage_subpool *spool;
 265 };
 266
 267 static inline struct hugetlbfs_sb_info *HUGETLBFS_SB(struct super_block *sb)
 268 {
 269         return sb->s_fs_info;
 270 }
 271
 272 extern const struct file_operations hugetlbfs_file_operations;
 273 extern const struct vm_operations_struct hugetlb_vm_ops;
 274 struct file *hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acct,
 275                                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 276                                 int page_size_log);
 277
 278 static inline bool is_file_hugepages(struct file *file)
 279 {
 280         if (file->f_op == &hugetlbfs_file_operations)
 281                 return true;
 282
 283         return is_file_shm_hugepages(file);
 284 }
 285
 286
 287 #else /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 288
 289 #define is_file_hugepages(file)                 false
 290 static inline struct file *
 291 hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acctflag,
 292                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 293                 int page_size_log)
 294 {
 295         return ERR_PTR(-ENOSYS);
 296 }
 297
 298 #endif /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 299
 300 #ifdef HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA
 301 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 302                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 303                                         unsigned long flags);
 304 #endif /* HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA */
 305
 306 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 307
 308 #define HSTATE_NAME_LEN 32
 309 /* Defines one hugetlb page size */
 310 struct hstate {
 311         int next_nid_to_alloc;
 312         int next_nid_to_free;
 313         unsigned int order;
 314         unsigned long mask;
 315         unsigned long max_huge_pages;
 316         unsigned long nr_huge_pages;
 317         unsigned long free_huge_pages;
 318         unsigned long resv_huge_pages;
 319         unsigned long surplus_huge_pages;
 320         unsigned long nr_overcommit_huge_pages;
 321         struct list_head hugepage_activelist;
 322         struct list_head hugepage_freelists[MAX_NUMNODES];
 323         unsigned int nr_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 324         unsigned int free_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 325         unsigned int surplus_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 326 #ifdef CONFIG_CGROUP_HUGETLB
 327         /* cgroup control files */
 328         struct cftype cgroup_files[5];
 329 #endif
 330         char name[HSTATE_NAME_LEN];
 331 };
 332
 333 struct huge_bootmem_page {
 334         struct list_head list;
 335         struct hstate *hstate;
 336 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 337         phys_addr_t phys;
 338 #endif
 339 };
 340
 341 struct page *alloc_huge_page(struct vm_area_struct *vma,
 342                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 343 struct page *alloc_huge_page_node(struct hstate *h, int nid);
 344 struct page *alloc_huge_page_noerr(struct vm_area_struct *vma,
 345                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 346 int huge_add_to_page_cache(struct page *page, struct address_space *mapping,
 347                         pgoff_t idx);
 348
 349 /* arch callback */
 350 int __init alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *h);
 351
 352 void __init hugetlb_bad_size(void);
 353 void __init hugetlb_add_hstate(unsigned order);
 354 struct hstate *size_to_hstate(unsigned long size);
 355
 356 #ifndef HUGE_MAX_HSTATE
 357 #define HUGE_MAX_HSTATE 1
 358 #endif
 359
 360 extern struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
 361 extern unsigned int default_hstate_idx;
 362
 363 #define default_hstate (hstates[default_hstate_idx])
 364
 365 static inline struct hstate *hstate_inode(struct inode *i)
 366 {
 367         return HUGETLBFS_SB(i->i_sb)->hstate;
 368 }
 369
 370 static inline struct hstate *hstate_file(struct file *f)
 371 {
 372         return hstate_inode(file_inode(f));
 373 }
 374
 375 static inline struct hstate *hstate_sizelog(int page_size_log)
 376 {
 377         if (!page_size_log)
 378                 return &default_hstate;
 379
 380         return size_to_hstate(1UL << page_size_log);
 381 }
 382
 383 static inline struct hstate *hstate_vma(struct vm_area_struct *vma)
 384 {
 385         return hstate_file(vma->vm_file);
 386 }
 387
 388 static inline unsigned long huge_page_size(struct hstate *h)
 389 {
 390         return (unsigned long)PAGE_SIZE << h->order;
 391 }
 392
 393 extern unsigned long vma_kernel_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 394
 395 extern unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 396
 397 static inline unsigned long huge_page_mask(struct hstate *h)
 398 {
 399         return h->mask;
 400 }
 401
 402 static inline unsigned int huge_page_order(struct hstate *h)
 403 {
 404         return h->order;
 405 }
 406
 407 static inline unsigned huge_page_shift(struct hstate *h)
 408 {
 409         return h->order + PAGE_SHIFT;
 410 }
 411
 412 static inline bool hstate_is_gigantic(struct hstate *h)
 413 {
 414         return huge_page_order(h) >= MAX_ORDER;
 415 }
 416
 417 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 418 {
 419         return 1 << h->order;
 420 }
 421
 422 static inline unsigned int blocks_per_huge_page(struct hstate *h)
 423 {
 424         return huge_page_size(h) / 512;
 425 }
 426
 427 #include <asm/hugetlb.h>
 428
 429 #ifndef arch_make_huge_pte
 430 static inline pte_t arch_make_huge_pte(pte_t entry, struct vm_area_struct *vma,
 431                                        struct page *page, int writable)
 432 {
 433         return entry;
 434 }
 435 #endif
 436
 437 static inline struct hstate *page_hstate(struct page *page)
 438 {
 439         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page), page);
 440         return size_to_hstate(PAGE_SIZE << compound_order(page));
 441 }
 442
 443 static inline unsigned hstate_index_to_shift(unsigned index)
 444 {
 445         return hstates[index].order + PAGE_SHIFT;
 446 }
 447
 448 static inline int hstate_index(struct hstate *h)
 449 {
 450         return h - hstates;
 451 }
 452
 453 pgoff_t __basepage_index(struct page *page);
 454
 455 /* Return page->index in PAGE_SIZE units */
 456 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 457 {
 458         if (!PageCompound(page))
 459                 return page->index;
 460
 461         return __basepage_index(page);
 462 }
 463
 464 extern int dissolve_free_huge_pages(unsigned long start_pfn,
 465                                     unsigned long end_pfn);
 466 static inline bool hugepage_migration_supported(struct hstate *h)
 467 {
 468 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_HUGEPAGE_MIGRATION
 469         return huge_page_shift(h) == PMD_SHIFT;
 470 #else
 471         return false;
 472 #endif
 473 }
 474
 475 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 476                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 477 {
 478         if (huge_page_size(h) == PMD_SIZE)
 479                 return pmd_lockptr(mm, (pmd_t *) pte);
 480         VM_BUG_ON(huge_page_size(h) == PAGE_SIZE);
 481         return &mm->page_table_lock;
 482 }
 483
 484 #ifndef hugepages_supported
 485 /*
 486  * Some platform decide whether they support huge pages at boot
 487  * time. Some of them, such as powerpc, set HPAGE_SHIFT to 0
 488  * when there is no such support
 489  */
 490 #define hugepages_supported() (HPAGE_SHIFT != 0)
 491 #endif
 492
 493 void hugetlb_report_usage(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm);
 494
 495 static inline void hugetlb_count_add(long l, struct mm_struct *mm)
 496 {
 497         atomic_long_add(l, &mm->hugetlb_usage);
 498 }
 499
 500 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 501 {
 502         atomic_long_sub(l, &mm->hugetlb_usage);
 503 }
 504 #else   /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 505 struct hstate {};
 506 #define alloc_huge_page(v, a, r) NULL
 507 #define alloc_huge_page_node(h, nid) NULL
 508 #define alloc_huge_page_noerr(v, a, r) NULL
 509 #define alloc_bootmem_huge_page(h) NULL
 510 #define hstate_file(f) NULL
 511 #define hstate_sizelog(s) NULL
 512 #define hstate_vma(v) NULL
 513 #define hstate_inode(i) NULL
 514 #define page_hstate(page) NULL
 515 #define huge_page_size(h) PAGE_SIZE
 516 #define huge_page_mask(h) PAGE_MASK
 517 #define vma_kernel_pagesize(v) PAGE_SIZE
 518 #define vma_mmu_pagesize(v) PAGE_SIZE
 519 #define huge_page_order(h) 0
 520 #define huge_page_shift(h) PAGE_SHIFT
 521 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 522 {
 523         return 1;
 524 }
 525 #define hstate_index_to_shift(index) 0
 526 #define hstate_index(h) 0
 527
 528 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 529 {
 530         return page->index;
 531 }
 532 #define dissolve_free_huge_pages(s, e)  0
 533 #define hugepage_migration_supported(h) false
 534
 535 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 536                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 537 {
 538         return &mm->page_table_lock;
 539 }
 540
 541 static inline void hugetlb_report_usage(struct seq_file *f, struct mm_struct *m)
 542 {
 543 }
 544
 545 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 546 {
 547 }
 548 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 549
 550 static inline spinlock_t *huge_pte_lock(struct hstate *h,
 551                                         struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 552 {
 553         spinlock_t *ptl;
 554
 555         ptl = huge_pte_lockptr(h, mm, pte);
 556         spin_lock(ptl);
 557         return ptl;
 558 }
 559
 560 #endif /* _LINUX_HUGETLB_H */