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