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, unsigned long address);
  96
  97 pte_t *huge_pmd_share(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pud_t *pud);
  98
  99 extern int hugepages_treat_as_movable;
 100 extern int sysctl_hugetlb_shm_group;
 101 extern struct list_head huge_boot_pages;
 102
 103 /* arch callbacks */
 104
 105 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm,
 106                         unsigned long addr, unsigned long sz);
 107 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 108 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep);
 109 void adjust_range_if_pmd_sharing_possible(struct vm_area_struct *vma,
 110                                 unsigned long *start, unsigned long *end);
 111 struct page *follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 112                               int write);
 113 struct page *follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 114                                 pmd_t *pmd, int flags);
 115 struct page *follow_huge_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 116                                 pud_t *pud, int flags);
 117 int pmd_huge(pmd_t pmd);
 118 int pud_huge(pud_t pmd);
 119 unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 120                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot);
 121
 122 #else /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 123
 124 static inline void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma)
 125 {
 126 }
 127
 128 static inline unsigned long hugetlb_total_pages(void)
 129 {
 130         return 0;
 131 }
 132
 133 static inline int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr,
 134                                                 pte_t *ptep)
 135 {
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 static inline void adjust_range_if_pmd_sharing_possible(
 140                                 struct vm_area_struct *vma,
 141                                 unsigned long *start, unsigned long *end)
 142 {
 143 }
 144
 145 #define follow_hugetlb_page(m,v,p,vs,a,b,i,w)   ({ BUG(); 0; })
 146 #define follow_huge_addr(mm, addr, write)       ERR_PTR(-EINVAL)
 147 #define copy_hugetlb_page_range(src, dst, vma)  ({ BUG(); 0; })
 148 static inline void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *m)
 149 {
 150 }
 151 #define hugetlb_report_node_meminfo(n, buf)     0
 152 static inline void hugetlb_show_meminfo(void)
 153 {
 154 }
 155 #define follow_huge_pmd(mm, addr, pmd, flags)   NULL
 156 #define follow_huge_pud(mm, addr, pud, flags)   NULL
 157 #define prepare_hugepage_range(file, addr, len) (-EINVAL)
 158 #define pmd_huge(x)     0
 159 #define pud_huge(x)     0
 160 #define is_hugepage_only_range(mm, addr, len)   0
 161 #define hugetlb_free_pgd_range(tlb, addr, end, floor, ceiling) ({BUG(); 0; })
 162 #define hugetlb_fault(mm, vma, addr, flags)     ({ BUG(); 0; })
 163 #define huge_pte_offset(mm, address)    0
 164 static inline int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page)
 165 {
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 static inline bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list)
 170 {
 171         return false;
 172 }
 173 #define putback_active_hugepage(p)      do {} while (0)
 174
 175 static inline unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 176                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 177 {
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 static inline void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
 182                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 183                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 184 {
 185         BUG();
 186 }
 187
 188 static inline void __unmap_hugepage_range(struct mmu_gather *tlb,
 189                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 190                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 191 {
 192         BUG();
 193 }
 194
 195 #endif /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 196 /*
 197  * hugepages at page global directory. If arch support
 198  * hugepages at pgd level, they need to define this.
 199  */
 200 #ifndef pgd_huge
 201 #define pgd_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 int is_file_hugepages(struct file *file)
 279 {
 280         if (file->f_op == &hugetlbfs_file_operations)
 281                 return 1;
 282         if (is_file_shm_hugepages(file))
 283                 return 1;
 284
 285         return 0;
 286 }
 287
 288
 289 #else /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 290
 291 #define is_file_hugepages(file)                 0
 292 static inline struct file *
 293 hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acctflag,
 294                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 295                 int page_size_log)
 296 {
 297         return ERR_PTR(-ENOSYS);
 298 }
 299
 300 #endif /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 301
 302 #ifdef HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA
 303 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 304                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 305                                         unsigned long flags);
 306 #endif /* HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA */
 307
 308 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 309
 310 #define HSTATE_NAME_LEN 32
 311 /* Defines one hugetlb page size */
 312 struct hstate {
 313         int next_nid_to_alloc;
 314         int next_nid_to_free;
 315         unsigned int order;
 316         unsigned long mask;
 317         unsigned long max_huge_pages;
 318         unsigned long nr_huge_pages;
 319         unsigned long free_huge_pages;
 320         unsigned long resv_huge_pages;
 321         unsigned long surplus_huge_pages;
 322         unsigned long nr_overcommit_huge_pages;
 323         struct list_head hugepage_activelist;
 324         struct list_head hugepage_freelists[MAX_NUMNODES];
 325         unsigned int nr_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 326         unsigned int free_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 327         unsigned int surplus_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 328 #ifdef CONFIG_CGROUP_HUGETLB
 329         /* cgroup control files */
 330         struct cftype cgroup_files[5];
 331 #endif
 332         char name[HSTATE_NAME_LEN];
 333 };
 334
 335 struct huge_bootmem_page {
 336         struct list_head list;
 337         struct hstate *hstate;
 338 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 339         phys_addr_t phys;
 340 #endif
 341 };
 342
 343 struct page *alloc_huge_page(struct vm_area_struct *vma,
 344                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 345 struct page *alloc_huge_page_node(struct hstate *h, int nid);
 346 struct page *alloc_huge_page_noerr(struct vm_area_struct *vma,
 347                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 348 int huge_add_to_page_cache(struct page *page, struct address_space *mapping,
 349                         pgoff_t idx);
 350
 351 /* arch callback */
 352 int __init alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *h);
 353
 354 void __init hugetlb_add_hstate(unsigned order);
 355 struct hstate *size_to_hstate(unsigned long size);
 356
 357 #ifndef HUGE_MAX_HSTATE
 358 #define HUGE_MAX_HSTATE 1
 359 #endif
 360
 361 extern struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
 362 extern unsigned int default_hstate_idx;
 363
 364 #define default_hstate (hstates[default_hstate_idx])
 365
 366 static inline struct hstate *hstate_inode(struct inode *i)
 367 {
 368         struct hugetlbfs_sb_info *hsb;
 369         hsb = HUGETLBFS_SB(i->i_sb);
 370         return hsb->hstate;
 371 }
 372
 373 static inline struct hstate *hstate_file(struct file *f)
 374 {
 375         return hstate_inode(file_inode(f));
 376 }
 377
 378 static inline struct hstate *hstate_sizelog(int page_size_log)
 379 {
 380         if (!page_size_log)
 381                 return &default_hstate;
 382
 383         return size_to_hstate(1UL << page_size_log);
 384 }
 385
 386 static inline struct hstate *hstate_vma(struct vm_area_struct *vma)
 387 {
 388         return hstate_file(vma->vm_file);
 389 }
 390
 391 static inline unsigned long huge_page_size(struct hstate *h)
 392 {
 393         return (unsigned long)PAGE_SIZE << h->order;
 394 }
 395
 396 extern unsigned long vma_kernel_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 397
 398 extern unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 399
 400 static inline unsigned long huge_page_mask(struct hstate *h)
 401 {
 402         return h->mask;
 403 }
 404
 405 static inline unsigned int huge_page_order(struct hstate *h)
 406 {
 407         return h->order;
 408 }
 409
 410 static inline unsigned huge_page_shift(struct hstate *h)
 411 {
 412         return h->order + PAGE_SHIFT;
 413 }
 414
 415 static inline bool hstate_is_gigantic(struct hstate *h)
 416 {
 417         return huge_page_order(h) >= MAX_ORDER;
 418 }
 419
 420 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 421 {
 422         return 1 << h->order;
 423 }
 424
 425 static inline unsigned int blocks_per_huge_page(struct hstate *h)
 426 {
 427         return huge_page_size(h) / 512;
 428 }
 429
 430 #include <asm/hugetlb.h>
 431
 432 #ifndef arch_make_huge_pte
 433 static inline pte_t arch_make_huge_pte(pte_t entry, struct vm_area_struct *vma,
 434                                        struct page *page, int writable)
 435 {
 436         return entry;
 437 }
 438 #endif
 439
 440 static inline struct hstate *page_hstate(struct page *page)
 441 {
 442         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page), page);
 443         return size_to_hstate(PAGE_SIZE << compound_order(page));
 444 }
 445
 446 static inline unsigned hstate_index_to_shift(unsigned index)
 447 {
 448         return hstates[index].order + PAGE_SHIFT;
 449 }
 450
 451 static inline int hstate_index(struct hstate *h)
 452 {
 453         return h - hstates;
 454 }
 455
 456 pgoff_t __basepage_index(struct page *page);
 457
 458 /* Return page->index in PAGE_SIZE units */
 459 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 460 {
 461         if (!PageCompound(page))
 462                 return page->index;
 463
 464         return __basepage_index(page);
 465 }
 466
 467 extern void dissolve_free_huge_pages(unsigned long start_pfn,
 468                                      unsigned long end_pfn);
 469 static inline int hugepage_migration_supported(struct hstate *h)
 470 {
 471 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_HUGEPAGE_MIGRATION
 472         return huge_page_shift(h) == PMD_SHIFT;
 473 #else
 474         return 0;
 475 #endif
 476 }
 477
 478 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 479                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 480 {
 481         if (huge_page_size(h) == PMD_SIZE)
 482                 return pmd_lockptr(mm, (pmd_t *) pte);
 483         VM_BUG_ON(huge_page_size(h) == PAGE_SIZE);
 484         return &mm->page_table_lock;
 485 }
 486
 487 #ifndef hugepages_supported
 488 /*
 489  * Some platform decide whether they support huge pages at boot
 490  * time. Some of them, such as powerpc, set HPAGE_SHIFT to 0
 491  * when there is no such support
 492  */
 493 #define hugepages_supported() (HPAGE_SHIFT != 0)
 494 #endif
 495
 496 void hugetlb_report_usage(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm);
 497
 498 static inline void hugetlb_count_add(long l, struct mm_struct *mm)
 499 {
 500         atomic_long_add(l, &mm->hugetlb_usage);
 501 }
 502
 503 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 504 {
 505         atomic_long_sub(l, &mm->hugetlb_usage);
 506 }
 507 #else   /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 508 struct hstate {};
 509 #define alloc_huge_page(v, a, r) NULL
 510 #define alloc_huge_page_node(h, nid) NULL
 511 #define alloc_huge_page_noerr(v, a, r) NULL
 512 #define alloc_bootmem_huge_page(h) NULL
 513 #define hstate_file(f) NULL
 514 #define hstate_sizelog(s) NULL
 515 #define hstate_vma(v) NULL
 516 #define hstate_inode(i) NULL
 517 #define page_hstate(page) NULL
 518 #define huge_page_size(h) PAGE_SIZE
 519 #define huge_page_mask(h) PAGE_MASK
 520 #define vma_kernel_pagesize(v) PAGE_SIZE
 521 #define vma_mmu_pagesize(v) PAGE_SIZE
 522 #define huge_page_order(h) 0
 523 #define huge_page_shift(h) PAGE_SHIFT
 524 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 525 {
 526         return 1;
 527 }
 528 #define hstate_index_to_shift(index) 0
 529 #define hstate_index(h) 0
 530
 531 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 532 {
 533         return page->index;
 534 }
 535 #define dissolve_free_huge_pages(s, e)  do {} while (0)
 536 #define hugepage_migration_supported(h) 0
 537
 538 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 539                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 540 {
 541         return &mm->page_table_lock;
 542 }
 543
 544 static inline void hugetlb_report_usage(struct seq_file *f, struct mm_struct *m)
 545 {
 546 }
 547
 548 static inline void hugetlb_count_sub(long l, struct mm_struct *mm)
 549 {
 550 }
 551 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 552
 553 static inline spinlock_t *huge_pte_lock(struct hstate *h,
 554                                         struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 555 {
 556         spinlock_t *ptl;
 557
 558         ptl = huge_pte_lockptr(h, mm, pte);
 559         spin_lock(ptl);
 560         return ptl;
 561 }
 562
 563 #endif /* _LINUX_HUGETLB_H */