OSDN Git Service

mm: vmalloc: show number of vmalloc pages in /proc/meminfo
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.git] / include / linux / mm_types.h
1 #ifndef _LINUX_MM_TYPES_H
2 #define _LINUX_MM_TYPES_H
3
4 #include <linux/auxvec.h>
5 #include <linux/types.h>
6 #include <linux/threads.h>
7 #include <linux/list.h>
8 #include <linux/spinlock.h>
9 #include <linux/rbtree.h>
10 #include <linux/rwsem.h>
11 #include <linux/completion.h>
12 #include <linux/cpumask.h>
13 #include <linux/uprobes.h>
14 #include <linux/page-flags-layout.h>
15 #include <linux/workqueue.h>
16 #include <asm/page.h>
17 #include <asm/mmu.h>
18
19 #ifndef AT_VECTOR_SIZE_ARCH
20 #define AT_VECTOR_SIZE_ARCH 0
21 #endif
22 #define AT_VECTOR_SIZE (2*(AT_VECTOR_SIZE_ARCH + AT_VECTOR_SIZE_BASE + 1))
23
24 struct address_space;
25 struct mem_cgroup;
26
27 #define USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS   (NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS)
28 #define USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS   (USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS && \
29                 IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK))
30 #define ALLOC_SPLIT_PTLOCKS     (SPINLOCK_SIZE > BITS_PER_LONG/8)
31
32 /*
33  * Each physical page in the system has a struct page associated with
34  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
35  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
36  * a page, though if it is a pagecache page, rmap structures can tell us
37  * who is mapping it.
38  *
39  * The objects in struct page are organized in double word blocks in
40  * order to allows us to use atomic double word operations on portions
41  * of struct page. That is currently only used by slub but the arrangement
42  * allows the use of atomic double word operations on the flags/mapping
43  * and lru list pointers also.
44  */
45 struct page {
46         /* First double word block */
47         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
48                                          * updated asynchronously */
49         union {
50                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
51                                                  * inode address_space, or NULL.
52                                                  * If page mapped as anonymous
53                                                  * memory, low bit is set, and
54                                                  * it points to anon_vma object:
55                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
56                                                  */
57                 void *s_mem;                    /* slab first object */
58         };
59
60         /* Second double word */
61         struct {
62                 union {
63                         pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
64                         void *freelist;         /* sl[aou]b first free object */
65                 };
66
67                 union {
68 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
69         defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
70                         /* Used for cmpxchg_double in slub */
71                         unsigned long counters;
72 #else
73                         /*
74                          * Keep _count separate from slub cmpxchg_double data.
75                          * As the rest of the double word is protected by
76                          * slab_lock but _count is not.
77                          */
78                         unsigned counters;
79 #endif
80
81                         struct {
82
83                                 union {
84                                         /*
85                                          * Count of ptes mapped in
86                                          * mms, to show when page is
87                                          * mapped & limit reverse map
88                                          * searches.
89                                          *
90                                          * Used also for tail pages
91                                          * refcounting instead of
92                                          * _count. Tail pages cannot
93                                          * be mapped and keeping the
94                                          * tail page _count zero at
95                                          * all times guarantees
96                                          * get_page_unless_zero() will
97                                          * never succeed on tail
98                                          * pages.
99                                          */
100                                         atomic_t _mapcount;
101
102                                         struct { /* SLUB */
103                                                 unsigned inuse:16;
104                                                 unsigned objects:15;
105                                                 unsigned frozen:1;
106                                         };
107                                         int units;      /* SLOB */
108                                 };
109                                 atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
110                         };
111                         unsigned int active;    /* SLAB */
112                 };
113         };
114
115         /*
116          * Third double word block
117          *
118          * WARNING: bit 0 of the first word encode PageTail(). That means
119          * the rest users of the storage space MUST NOT use the bit to
120          * avoid collision and false-positive PageTail().
121          */
122         union {
123                 struct list_head lru;   /* Pageout list, eg. active_list
124                                          * protected by zone->lru_lock !
125                                          * Can be used as a generic list
126                                          * by the page owner.
127                                          */
128                 struct {                /* slub per cpu partial pages */
129                         struct page *next;      /* Next partial slab */
130 #ifdef CONFIG_64BIT
131                         int pages;      /* Nr of partial slabs left */
132                         int pobjects;   /* Approximate # of objects */
133 #else
134                         short int pages;
135                         short int pobjects;
136 #endif
137                 };
138
139                 struct rcu_head rcu_head;       /* Used by SLAB
140                                                  * when destroying via RCU
141                                                  */
142                 /* Tail pages of compound page */
143                 struct {
144                         unsigned long compound_head; /* If bit zero is set */
145
146                         /* First tail page only */
147 #ifdef CONFIG_64BIT
148                         /*
149                          * On 64 bit system we have enough space in struct page
150                          * to encode compound_dtor and compound_order with
151                          * unsigned int. It can help compiler generate better or
152                          * smaller code on some archtectures.
153                          */
154                         unsigned int compound_dtor;
155                         unsigned int compound_order;
156 #else
157                         unsigned short int compound_dtor;
158                         unsigned short int compound_order;
159 #endif
160                 };
161
162 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
163                 struct {
164                         unsigned long __pad;    /* do not overlay pmd_huge_pte
165                                                  * with compound_head to avoid
166                                                  * possible bit 0 collision.
167                                                  */
168                         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page->ptl */
169                 };
170 #endif
171         };
172
173         /* Remainder is not double word aligned */
174         union {
175                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
176                                                  * usually used for buffer_heads
177                                                  * if PagePrivate set; used for
178                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
179                                                  * indicates order in the buddy
180                                                  * system if PG_buddy is set.
181                                                  */
182 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
183 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
184                 spinlock_t *ptl;
185 #else
186                 spinlock_t ptl;
187 #endif
188 #endif
189                 struct kmem_cache *slab_cache;  /* SL[AU]B: Pointer to slab */
190         };
191
192 #ifdef CONFIG_MEMCG
193         struct mem_cgroup *mem_cgroup;
194 #endif
195
196         /*
197          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
198          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
199          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
200          * dynamically, so we need a place to store that address.
201          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
202          *
203          * Architectures with slow multiplication can define
204          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
205          */
206 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
207         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
208                                            not kmapped, ie. highmem) */
209 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
210
211 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
212         struct task_struct *tsk_dirty;  /* task that sets this page dirty */
213 #endif
214
215 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
216         /*
217          * kmemcheck wants to track the status of each byte in a page; this
218          * is a pointer to such a status block. NULL if not tracked.
219          */
220         void *shadow;
221 #endif
222
223 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
224         int _last_cpupid;
225 #endif
226 }
227 /*
228  * The struct page can be forced to be double word aligned so that atomic ops
229  * on double words work. The SLUB allocator can make use of such a feature.
230  */
231 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
232         __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
233 #endif
234 ;
235
236 struct page_frag {
237         struct page *page;
238 #if (BITS_PER_LONG > 32) || (PAGE_SIZE >= 65536)
239         __u32 offset;
240         __u32 size;
241 #else
242         __u16 offset;
243         __u16 size;
244 #endif
245 };
246
247 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE        __ALIGN_MASK(32768, ~PAGE_MASK)
248 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER       get_order(PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
249
250 struct page_frag_cache {
251         void * va;
252 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
253         __u16 offset;
254         __u16 size;
255 #else
256         __u32 offset;
257 #endif
258         /* we maintain a pagecount bias, so that we dont dirty cache line
259          * containing page->_count every time we allocate a fragment.
260          */
261         unsigned int            pagecnt_bias;
262         bool pfmemalloc;
263 };
264
265 typedef unsigned long vm_flags_t;
266
267 /*
268  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
269  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
270  * map parts of them.
271  */
272 struct vm_region {
273         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
274         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
275         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
276         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
277         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
278         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
279         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
280
281         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
282         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
283                                                 * this region */
284 };
285
286 #ifdef CONFIG_USERFAULTFD
287 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) { NULL, })
288 struct vm_userfaultfd_ctx {
289         struct userfaultfd_ctx *ctx;
290 };
291 #else /* CONFIG_USERFAULTFD */
292 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) {})
293 struct vm_userfaultfd_ctx {};
294 #endif /* CONFIG_USERFAULTFD */
295
296 /*
297  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
298  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
299  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
300  * library, the executable area etc).
301  */
302 struct vm_area_struct {
303         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
304
305         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
306         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
307                                            within vm_mm. */
308
309         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
310         struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev;
311
312         struct rb_node vm_rb;
313
314         /*
315          * Largest free memory gap in bytes to the left of this VMA.
316          * Either between this VMA and vma->vm_prev, or between one of the
317          * VMAs below us in the VMA rbtree and its ->vm_prev. This helps
318          * get_unmapped_area find a free area of the right size.
319          */
320         unsigned long rb_subtree_gap;
321
322         /* Second cache line starts here. */
323
324         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
325         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
326         unsigned long vm_flags;         /* Flags, see mm.h. */
327
328         /*
329          * For areas with an address space and backing store,
330          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree.
331          *
332          * For private anonymous mappings, a pointer to a null terminated string
333          * in the user process containing the name given to the vma, or NULL
334          * if unnamed.
335          */
336         union {
337                 struct {
338                         struct rb_node rb;
339                         unsigned long rb_subtree_last;
340                 } shared;
341                 const char __user *anon_name;
342         };
343
344         /*
345          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
346          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
347          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
348          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
349          */
350         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_sem &
351                                           * page_table_lock */
352         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
353
354         /* Function pointers to deal with this struct. */
355         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
356
357         /* Information about our backing store: */
358         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
359                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
360         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
361         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
362
363 #ifndef CONFIG_MMU
364         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
365 #endif
366 #ifdef CONFIG_NUMA
367         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
368 #endif
369         struct vm_userfaultfd_ctx vm_userfaultfd_ctx;
370 #ifdef CONFIG_SPECULATIVE_PAGE_FAULT
371         seqcount_t vm_sequence;
372         atomic_t vm_ref_count;          /* see vma_get(), vma_put() */
373 #endif
374 };
375
376 struct core_thread {
377         struct task_struct *task;
378         struct core_thread *next;
379 };
380
381 struct core_state {
382         atomic_t nr_threads;
383         struct core_thread dumper;
384         struct completion startup;
385 };
386
387 enum {
388         MM_FILEPAGES,
389         MM_ANONPAGES,
390         MM_SWAPENTS,
391         NR_MM_COUNTERS
392 };
393
394 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS && defined(CONFIG_MMU)
395 #define SPLIT_RSS_COUNTING
396 /* per-thread cached information, */
397 struct task_rss_stat {
398         int events;     /* for synchronization threshold */
399         int count[NR_MM_COUNTERS];
400 };
401 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
402
403 struct mm_rss_stat {
404         atomic_long_t count[NR_MM_COUNTERS];
405 };
406
407 struct kioctx_table;
408 struct mm_struct {
409         struct vm_area_struct *mmap;            /* list of VMAs */
410         struct rb_root mm_rb;
411 #ifdef CONFIG_SPECULATIVE_PAGE_FAULT
412         rwlock_t mm_rb_lock;
413 #endif
414         u64 vmacache_seqnum;                   /* per-thread vmacache */
415 #ifdef CONFIG_MMU
416         unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
417                                 unsigned long addr, unsigned long len,
418                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
419 #endif
420         unsigned long mmap_base;                /* base of mmap area */
421         unsigned long mmap_legacy_base;         /* base of mmap area in bottom-up allocations */
422         unsigned long task_size;                /* size of task vm space */
423         unsigned long highest_vm_end;           /* highest vma end address */
424         pgd_t * pgd;
425         atomic_t mm_users;                      /* How many users with user space? */
426         atomic_t mm_count;                      /* How many references to "struct mm_struct" (users count as 1) */
427         atomic_long_t nr_ptes;                  /* PTE page table pages */
428 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
429         atomic_long_t nr_pmds;                  /* PMD page table pages */
430 #endif
431         int map_count;                          /* number of VMAs */
432
433         spinlock_t page_table_lock;             /* Protects page tables and some counters */
434         struct rw_semaphore mmap_sem;
435
436         struct list_head mmlist;                /* List of maybe swapped mm's.  These are globally strung
437                                                  * together off init_mm.mmlist, and are protected
438                                                  * by mmlist_lock
439                                                  */
440
441
442         unsigned long hiwater_rss;      /* High-watermark of RSS usage */
443         unsigned long hiwater_vm;       /* High-water virtual memory usage */
444
445         unsigned long total_vm;         /* Total pages mapped */
446         unsigned long locked_vm;        /* Pages that have PG_mlocked set */
447         unsigned long pinned_vm;        /* Refcount permanently increased */
448         unsigned long shared_vm;        /* Shared pages (files) */
449         unsigned long exec_vm;          /* VM_EXEC & ~VM_WRITE */
450         unsigned long stack_vm;         /* VM_GROWSUP/DOWN */
451         unsigned long def_flags;
452         unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
453         unsigned long start_brk, brk, start_stack;
454         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
455
456         unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
457
458         /*
459          * Special counters, in some configurations protected by the
460          * page_table_lock, in other configurations by being atomic.
461          */
462         struct mm_rss_stat rss_stat;
463
464         struct linux_binfmt *binfmt;
465
466         cpumask_var_t cpu_vm_mask_var;
467
468         /* Architecture-specific MM context */
469         mm_context_t context;
470
471         unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access the bits */
472
473         struct core_state *core_state; /* coredumping support */
474 #ifdef CONFIG_AIO
475         spinlock_t                      ioctx_lock;
476         struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
477 #endif
478 #ifdef CONFIG_MEMCG
479         /*
480          * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
481          * user/owner of this mm. All of the following must be true in
482          * order for it to be changed:
483          *
484          * current == mm->owner
485          * current->mm != mm
486          * new_owner->mm == mm
487          * new_owner->alloc_lock is held
488          */
489         struct task_struct __rcu *owner;
490 #endif
491         struct user_namespace *user_ns;
492
493         /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
494         struct file __rcu *exe_file;
495 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
496         struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm;
497 #endif
498 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
499         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
500 #endif
501 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
502         struct cpumask cpumask_allocation;
503 #endif
504 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
505         /*
506          * numa_next_scan is the next time that the PTEs will be marked
507          * pte_numa. NUMA hinting faults will gather statistics and migrate
508          * pages to new nodes if necessary.
509          */
510         unsigned long numa_next_scan;
511
512         /* Restart point for scanning and setting pte_numa */
513         unsigned long numa_scan_offset;
514
515         /* numa_scan_seq prevents two threads setting pte_numa */
516         int numa_scan_seq;
517 #endif
518 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
519         /*
520          * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything that
521          * can move process memory needs to flush the TLB when moving a
522          * PROT_NONE or PROT_NUMA mapped page.
523          */
524         bool tlb_flush_pending;
525 #endif
526 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
527         /* See flush_tlb_batched_pending() */
528         bool tlb_flush_batched;
529 #endif
530         struct uprobes_state uprobes_state;
531 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MPX
532         /* address of the bounds directory */
533         void __user *bd_addr;
534 #endif
535 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
536         atomic_long_t hugetlb_usage;
537 #endif
538 #ifdef CONFIG_MSM_APP_SETTINGS
539         int app_setting;
540 #endif
541
542         struct work_struct async_put_work;
543 };
544
545 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
546 {
547 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
548         mm->cpu_vm_mask_var = &mm->cpumask_allocation;
549 #endif
550         cpumask_clear(mm->cpu_vm_mask_var);
551 }
552
553 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
554 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
555 {
556         return mm->cpu_vm_mask_var;
557 }
558
559 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
560 /*
561  * Memory barriers to keep this state in sync are graciously provided by
562  * the page table locks, outside of which no page table modifications happen.
563  * The barriers below prevent the compiler from re-ordering the instructions
564  * around the memory barriers that are already present in the code.
565  */
566 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
567 {
568         barrier();
569         return mm->tlb_flush_pending;
570 }
571 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
572 {
573         mm->tlb_flush_pending = true;
574
575         /*
576          * Guarantee that the tlb_flush_pending store does not leak into the
577          * critical section updating the page tables
578          */
579         smp_mb__before_spinlock();
580 }
581 /* Clearing is done after a TLB flush, which also provides a barrier. */
582 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
583 {
584         barrier();
585         mm->tlb_flush_pending = false;
586 }
587 #else
588 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
589 {
590         return false;
591 }
592 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
593 {
594 }
595 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
596 {
597 }
598 #endif
599
600 struct vm_special_mapping
601 {
602         const char *name;
603         struct page **pages;
604 };
605
606 enum tlb_flush_reason {
607         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
608         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
609         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
610         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
611         TLB_REMOTE_SEND_IPI,
612         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
613 };
614
615  /*
616   * A swap entry has to fit into a "unsigned long", as the entry is hidden
617   * in the "index" field of the swapper address space.
618   */
619 typedef struct {
620         unsigned long val;
621 } swp_entry_t;
622
623 /* Return the name for an anonymous mapping or NULL for a file-backed mapping */
624 static inline const char __user *vma_get_anon_name(struct vm_area_struct *vma)
625 {
626         if (vma->vm_file)
627                 return NULL;
628
629         return vma->anon_name;
630 }
631
632 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */