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 mm_struct *mm,
  95                                 struct vm_area_struct *vma,
  96                                 struct address_space *mapping,
  97                                 pgoff_t idx, unsigned long address);
  98
  99 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_HUGE_PMD_SHARE
 100 pte_t *huge_pmd_share(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pud_t *pud);
 101 #endif
 102
 103 extern int hugepages_treat_as_movable;
 104 extern int sysctl_hugetlb_shm_group;
 105 extern struct list_head huge_boot_pages;
 106
 107 /* arch callbacks */
 108
 109 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm,
 110                         unsigned long addr, unsigned long sz);
 111 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 112 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep);
 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 #define follow_hugetlb_page(m,v,p,vs,a,b,i,w)   ({ BUG(); 0; })
 136 #define follow_huge_addr(mm, addr, write)       ERR_PTR(-EINVAL)
 137 #define copy_hugetlb_page_range(src, dst, vma)  ({ BUG(); 0; })
 138 static inline void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *m)
 139 {
 140 }
 141 #define hugetlb_report_node_meminfo(n, buf)     0
 142 static inline void hugetlb_show_meminfo(void)
 143 {
 144 }
 145 #define follow_huge_pmd(mm, addr, pmd, flags)   NULL
 146 #define follow_huge_pud(mm, addr, pud, flags)   NULL
 147 #define prepare_hugepage_range(file, addr, len) (-EINVAL)
 148 #define pmd_huge(x)     0
 149 #define pud_huge(x)     0
 150 #define is_hugepage_only_range(mm, addr, len)   0
 151 #define hugetlb_free_pgd_range(tlb, addr, end, floor, ceiling) ({BUG(); 0; })
 152 #define hugetlb_fault(mm, vma, addr, flags)     ({ BUG(); 0; })
 153 #define huge_pte_offset(mm, address)    0
 154 static inline int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page)
 155 {
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 static inline bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list)
 160 {
 161         return false;
 162 }
 163 #define putback_active_hugepage(p)      do {} while (0)
 164
 165 static inline unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 166                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 167 {
 168         return 0;
 169 }
 170
 171 static inline void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
 172                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 173                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 174 {
 175         BUG();
 176 }
 177
 178 static inline void __unmap_hugepage_range(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 #endif /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 186 /*
 187  * hugepages at page global directory. If arch support
 188  * hugepages at pgd level, they need to define this.
 189  */
 190 #ifndef pgd_huge
 191 #define pgd_huge(x)     0
 192 #endif
 193
 194 #ifndef pgd_write
 195 static inline int pgd_write(pgd_t pgd)
 196 {
 197         BUG();
 198         return 0;
 199 }
 200 #endif
 201
 202 #ifndef pud_write
 203 static inline int pud_write(pud_t pud)
 204 {
 205         BUG();
 206         return 0;
 207 }
 208 #endif
 209
 210 #ifndef is_hugepd
 211 /*
 212  * Some architectures requires a hugepage directory format that is
 213  * required to support multiple hugepage sizes. For example
 214  * a4fe3ce76 "powerpc/mm: Allow more flexible layouts for hugepage pagetables"
 215  * introduced the same on powerpc. This allows for a more flexible hugepage
 216  * pagetable layout.
 217  */
 218 typedef struct { unsigned long pd; } hugepd_t;
 219 #define is_hugepd(hugepd) (0)
 220 #define __hugepd(x) ((hugepd_t) { (x) })
 221 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 222                               unsigned pdshift, unsigned long end,
 223                               int write, struct page **pages, int *nr)
 224 {
 225         return 0;
 226 }
 227 #else
 228 extern int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 229                        unsigned pdshift, unsigned long end,
 230                        int write, struct page **pages, int *nr);
 231 #endif
 232
 233 #define HUGETLB_ANON_FILE "anon_hugepage"
 234
 235 enum {
 236         /*
 237          * The file will be used as an shm file so shmfs accounting rules
 238          * apply
 239          */
 240         HUGETLB_SHMFS_INODE     = 1,
 241         /*
 242          * The file is being created on the internal vfs mount and shmfs
 243          * accounting rules do not apply
 244          */
 245         HUGETLB_ANONHUGE_INODE  = 2,
 246 };
 247
 248 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
 249 struct hugetlbfs_sb_info {
 250         long    max_inodes;   /* inodes allowed */
 251         long    free_inodes;  /* inodes free */
 252         spinlock_t      stat_lock;
 253         struct hstate *hstate;
 254         struct hugepage_subpool *spool;
 255 };
 256
 257 static inline struct hugetlbfs_sb_info *HUGETLBFS_SB(struct super_block *sb)
 258 {
 259         return sb->s_fs_info;
 260 }
 261
 262 extern const struct file_operations hugetlbfs_file_operations;
 263 extern const struct vm_operations_struct hugetlb_vm_ops;
 264 struct file *hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acct,
 265                                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 266                                 int page_size_log);
 267
 268 static inline int is_file_hugepages(struct file *file)
 269 {
 270         if (file->f_op == &hugetlbfs_file_operations)
 271                 return 1;
 272         if (is_file_shm_hugepages(file))
 273                 return 1;
 274
 275         return 0;
 276 }
 277
 278
 279 #else /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 280
 281 #define is_file_hugepages(file)                 0
 282 static inline struct file *
 283 hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acctflag,
 284                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 285                 int page_size_log)
 286 {
 287         return ERR_PTR(-ENOSYS);
 288 }
 289
 290 #endif /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 291
 292 #ifdef HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA
 293 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 294                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 295                                         unsigned long flags);
 296 #endif /* HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA */
 297
 298 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 299
 300 #define HSTATE_NAME_LEN 32
 301 /* Defines one hugetlb page size */
 302 struct hstate {
 303         int next_nid_to_alloc;
 304         int next_nid_to_free;
 305         unsigned int order;
 306         unsigned long mask;
 307         unsigned long max_huge_pages;
 308         unsigned long nr_huge_pages;
 309         unsigned long free_huge_pages;
 310         unsigned long resv_huge_pages;
 311         unsigned long surplus_huge_pages;
 312         unsigned long nr_overcommit_huge_pages;
 313         struct list_head hugepage_activelist;
 314         struct list_head hugepage_freelists[MAX_NUMNODES];
 315         unsigned int nr_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 316         unsigned int free_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 317         unsigned int surplus_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 318 #ifdef CONFIG_CGROUP_HUGETLB
 319         /* cgroup control files */
 320         struct cftype cgroup_files[5];
 321 #endif
 322         char name[HSTATE_NAME_LEN];
 323 };
 324
 325 struct huge_bootmem_page {
 326         struct list_head list;
 327         struct hstate *hstate;
 328 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 329         phys_addr_t phys;
 330 #endif
 331 };
 332
 333 struct page *alloc_huge_page(struct vm_area_struct *vma,
 334                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 335 struct page *alloc_huge_page_node(struct hstate *h, int nid);
 336 struct page *alloc_huge_page_noerr(struct vm_area_struct *vma,
 337                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 338 int huge_add_to_page_cache(struct page *page, struct address_space *mapping,
 339                         pgoff_t idx);
 340
 341 /* arch callback */
 342 int __init alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *h);
 343
 344 void __init hugetlb_add_hstate(unsigned order);
 345 struct hstate *size_to_hstate(unsigned long size);
 346
 347 #ifndef HUGE_MAX_HSTATE
 348 #define HUGE_MAX_HSTATE 1
 349 #endif
 350
 351 extern struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
 352 extern unsigned int default_hstate_idx;
 353
 354 #define default_hstate (hstates[default_hstate_idx])
 355
 356 static inline struct hstate *hstate_inode(struct inode *i)
 357 {
 358         struct hugetlbfs_sb_info *hsb;
 359         hsb = HUGETLBFS_SB(i->i_sb);
 360         return hsb->hstate;
 361 }
 362
 363 static inline struct hstate *hstate_file(struct file *f)
 364 {
 365         return hstate_inode(file_inode(f));
 366 }
 367
 368 static inline struct hstate *hstate_sizelog(int page_size_log)
 369 {
 370         if (!page_size_log)
 371                 return &default_hstate;
 372
 373         return size_to_hstate(1UL << page_size_log);
 374 }
 375
 376 static inline struct hstate *hstate_vma(struct vm_area_struct *vma)
 377 {
 378         return hstate_file(vma->vm_file);
 379 }
 380
 381 static inline unsigned long huge_page_size(struct hstate *h)
 382 {
 383         return (unsigned long)PAGE_SIZE << h->order;
 384 }
 385
 386 extern unsigned long vma_kernel_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 387
 388 extern unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 389
 390 static inline unsigned long huge_page_mask(struct hstate *h)
 391 {
 392         return h->mask;
 393 }
 394
 395 static inline unsigned int huge_page_order(struct hstate *h)
 396 {
 397         return h->order;
 398 }
 399
 400 static inline unsigned huge_page_shift(struct hstate *h)
 401 {
 402         return h->order + PAGE_SHIFT;
 403 }
 404
 405 static inline bool hstate_is_gigantic(struct hstate *h)
 406 {
 407         return huge_page_order(h) >= MAX_ORDER;
 408 }
 409
 410 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 411 {
 412         return 1 << h->order;
 413 }
 414
 415 static inline unsigned int blocks_per_huge_page(struct hstate *h)
 416 {
 417         return huge_page_size(h) / 512;
 418 }
 419
 420 #include <asm/hugetlb.h>
 421
 422 #ifndef arch_make_huge_pte
 423 static inline pte_t arch_make_huge_pte(pte_t entry, struct vm_area_struct *vma,
 424                                        struct page *page, int writable)
 425 {
 426         return entry;
 427 }
 428 #endif
 429
 430 static inline struct hstate *page_hstate(struct page *page)
 431 {
 432         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page), page);
 433         return size_to_hstate(PAGE_SIZE << compound_order(page));
 434 }
 435
 436 static inline unsigned hstate_index_to_shift(unsigned index)
 437 {
 438         return hstates[index].order + PAGE_SHIFT;
 439 }
 440
 441 static inline int hstate_index(struct hstate *h)
 442 {
 443         return h - hstates;
 444 }
 445
 446 pgoff_t __basepage_index(struct page *page);
 447
 448 /* Return page->index in PAGE_SIZE units */
 449 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 450 {
 451         if (!PageCompound(page))
 452                 return page->index;
 453
 454         return __basepage_index(page);
 455 }
 456
 457 extern void dissolve_free_huge_pages(unsigned long start_pfn,
 458                                      unsigned long end_pfn);
 459 static inline int hugepage_migration_supported(struct hstate *h)
 460 {
 461 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_HUGEPAGE_MIGRATION
 462         return huge_page_shift(h) == PMD_SHIFT;
 463 #else
 464         return 0;
 465 #endif
 466 }
 467
 468 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 469                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 470 {
 471         if (huge_page_size(h) == PMD_SIZE)
 472                 return pmd_lockptr(mm, (pmd_t *) pte);
 473         VM_BUG_ON(huge_page_size(h) == PAGE_SIZE);
 474         return &mm->page_table_lock;
 475 }
 476
 477 #ifndef hugepages_supported
 478 /*
 479  * Some platform decide whether they support huge pages at boot
 480  * time. Some of them, such as powerpc, set HPAGE_SHIFT to 0
 481  * when there is no such support
 482  */
 483 #define hugepages_supported() (HPAGE_SHIFT != 0)
 484 #endif
 485
 486 #else   /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 487 struct hstate {};
 488 #define alloc_huge_page(v, a, r) NULL
 489 #define alloc_huge_page_node(h, nid) NULL
 490 #define alloc_huge_page_noerr(v, a, r) NULL
 491 #define alloc_bootmem_huge_page(h) NULL
 492 #define hstate_file(f) NULL
 493 #define hstate_sizelog(s) NULL
 494 #define hstate_vma(v) NULL
 495 #define hstate_inode(i) NULL
 496 #define page_hstate(page) NULL
 497 #define huge_page_size(h) PAGE_SIZE
 498 #define huge_page_mask(h) PAGE_MASK
 499 #define vma_kernel_pagesize(v) PAGE_SIZE
 500 #define vma_mmu_pagesize(v) PAGE_SIZE
 501 #define huge_page_order(h) 0
 502 #define huge_page_shift(h) PAGE_SHIFT
 503 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 504 {
 505         return 1;
 506 }
 507 #define hstate_index_to_shift(index) 0
 508 #define hstate_index(h) 0
 509
 510 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 511 {
 512         return page->index;
 513 }
 514 #define dissolve_free_huge_pages(s, e)  do {} while (0)
 515 #define hugepage_migration_supported(h) 0
 516
 517 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 518                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 519 {
 520         return &mm->page_table_lock;
 521 }
 522 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 523
 524 static inline spinlock_t *huge_pte_lock(struct hstate *h,
 525                                         struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 526 {
 527         spinlock_t *ptl;
 528
 529         ptl = huge_pte_lockptr(h, mm, pte);
 530         spin_lock(ptl);
 531         return ptl;
 532 }
 533
 534 #endif /* _LINUX_HUGETLB_H */