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 void hugetlb_unreserve_pages(struct inode *inode, long offset, long freed);
  87 int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page);
  88 bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list);
  89 void putback_active_hugepage(struct page *page);
  90 void free_huge_page(struct page *page);
  91
  92 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_HUGE_PMD_SHARE
  93 pte_t *huge_pmd_share(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pud_t *pud);
  94 #endif
  95
  96 extern int hugepages_treat_as_movable;
  97 extern int sysctl_hugetlb_shm_group;
  98 extern struct list_head huge_boot_pages;
  99
 100 /* arch callbacks */
 101
 102 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm,
 103                         unsigned long addr, unsigned long sz);
 104 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 105 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep);
 106 struct page *follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 107                               int write);
 108 struct page *follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 109                                 pmd_t *pmd, int flags);
 110 struct page *follow_huge_pud(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 111                                 pud_t *pud, int flags);
 112 int pmd_huge(pmd_t pmd);
 113 int pud_huge(pud_t pmd);
 114 unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 115                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot);
 116
 117 #else /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 118
 119 static inline void reset_vma_resv_huge_pages(struct vm_area_struct *vma)
 120 {
 121 }
 122
 123 static inline unsigned long hugetlb_total_pages(void)
 124 {
 125         return 0;
 126 }
 127
 128 #define follow_hugetlb_page(m,v,p,vs,a,b,i,w)   ({ BUG(); 0; })
 129 #define follow_huge_addr(mm, addr, write)       ERR_PTR(-EINVAL)
 130 #define copy_hugetlb_page_range(src, dst, vma)  ({ BUG(); 0; })
 131 static inline void hugetlb_report_meminfo(struct seq_file *m)
 132 {
 133 }
 134 #define hugetlb_report_node_meminfo(n, buf)     0
 135 static inline void hugetlb_show_meminfo(void)
 136 {
 137 }
 138 #define follow_huge_pmd(mm, addr, pmd, flags)   NULL
 139 #define follow_huge_pud(mm, addr, pud, flags)   NULL
 140 #define prepare_hugepage_range(file, addr, len) (-EINVAL)
 141 #define pmd_huge(x)     0
 142 #define pud_huge(x)     0
 143 #define is_hugepage_only_range(mm, addr, len)   0
 144 #define hugetlb_free_pgd_range(tlb, addr, end, floor, ceiling) ({BUG(); 0; })
 145 #define hugetlb_fault(mm, vma, addr, flags)     ({ BUG(); 0; })
 146 #define huge_pte_offset(mm, address)    0
 147 static inline int dequeue_hwpoisoned_huge_page(struct page *page)
 148 {
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static inline bool isolate_huge_page(struct page *page, struct list_head *list)
 153 {
 154         return false;
 155 }
 156 #define putback_active_hugepage(p)      do {} while (0)
 157
 158 static inline unsigned long hugetlb_change_protection(struct vm_area_struct *vma,
 159                 unsigned long address, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 160 {
 161         return 0;
 162 }
 163
 164 static inline void __unmap_hugepage_range_final(struct mmu_gather *tlb,
 165                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 166                         unsigned long end, struct page *ref_page)
 167 {
 168         BUG();
 169 }
 170
 171 static inline void __unmap_hugepage_range(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 #endif /* !CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 179 /*
 180  * hugepages at page global directory. If arch support
 181  * hugepages at pgd level, they need to define this.
 182  */
 183 #ifndef pgd_huge
 184 #define pgd_huge(x)     0
 185 #endif
 186
 187 #ifndef pgd_write
 188 static inline int pgd_write(pgd_t pgd)
 189 {
 190         BUG();
 191         return 0;
 192 }
 193 #endif
 194
 195 #ifndef pud_write
 196 static inline int pud_write(pud_t pud)
 197 {
 198         BUG();
 199         return 0;
 200 }
 201 #endif
 202
 203 #ifndef is_hugepd
 204 /*
 205  * Some architectures requires a hugepage directory format that is
 206  * required to support multiple hugepage sizes. For example
 207  * a4fe3ce76 "powerpc/mm: Allow more flexible layouts for hugepage pagetables"
 208  * introduced the same on powerpc. This allows for a more flexible hugepage
 209  * pagetable layout.
 210  */
 211 typedef struct { unsigned long pd; } hugepd_t;
 212 #define is_hugepd(hugepd) (0)
 213 #define __hugepd(x) ((hugepd_t) { (x) })
 214 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
 215                               unsigned pdshift, unsigned long end,
 216                               int write, struct page **pages, int *nr)
 217 {
 218         return 0;
 219 }
 220 #else
 221 extern 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 #endif
 225
 226 #define HUGETLB_ANON_FILE "anon_hugepage"
 227
 228 enum {
 229         /*
 230          * The file will be used as an shm file so shmfs accounting rules
 231          * apply
 232          */
 233         HUGETLB_SHMFS_INODE     = 1,
 234         /*
 235          * The file is being created on the internal vfs mount and shmfs
 236          * accounting rules do not apply
 237          */
 238         HUGETLB_ANONHUGE_INODE  = 2,
 239 };
 240
 241 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
 242 struct hugetlbfs_sb_info {
 243         long    max_inodes;   /* inodes allowed */
 244         long    free_inodes;  /* inodes free */
 245         spinlock_t      stat_lock;
 246         struct hstate *hstate;
 247         struct hugepage_subpool *spool;
 248 };
 249
 250 static inline struct hugetlbfs_sb_info *HUGETLBFS_SB(struct super_block *sb)
 251 {
 252         return sb->s_fs_info;
 253 }
 254
 255 extern const struct file_operations hugetlbfs_file_operations;
 256 extern const struct vm_operations_struct hugetlb_vm_ops;
 257 struct file *hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acct,
 258                                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 259                                 int page_size_log);
 260
 261 static inline int is_file_hugepages(struct file *file)
 262 {
 263         if (file->f_op == &hugetlbfs_file_operations)
 264                 return 1;
 265         if (is_file_shm_hugepages(file))
 266                 return 1;
 267
 268         return 0;
 269 }
 270
 271
 272 #else /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 273
 274 #define is_file_hugepages(file)                 0
 275 static inline struct file *
 276 hugetlb_file_setup(const char *name, size_t size, vm_flags_t acctflag,
 277                 struct user_struct **user, int creat_flags,
 278                 int page_size_log)
 279 {
 280         return ERR_PTR(-ENOSYS);
 281 }
 282
 283 #endif /* !CONFIG_HUGETLBFS */
 284
 285 #ifdef HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA
 286 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 287                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 288                                         unsigned long flags);
 289 #endif /* HAVE_ARCH_HUGETLB_UNMAPPED_AREA */
 290
 291 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 292
 293 #define HSTATE_NAME_LEN 32
 294 /* Defines one hugetlb page size */
 295 struct hstate {
 296         int next_nid_to_alloc;
 297         int next_nid_to_free;
 298         unsigned int order;
 299         unsigned long mask;
 300         unsigned long max_huge_pages;
 301         unsigned long nr_huge_pages;
 302         unsigned long free_huge_pages;
 303         unsigned long resv_huge_pages;
 304         unsigned long surplus_huge_pages;
 305         unsigned long nr_overcommit_huge_pages;
 306         struct list_head hugepage_activelist;
 307         struct list_head hugepage_freelists[MAX_NUMNODES];
 308         unsigned int nr_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 309         unsigned int free_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 310         unsigned int surplus_huge_pages_node[MAX_NUMNODES];
 311 #ifdef CONFIG_CGROUP_HUGETLB
 312         /* cgroup control files */
 313         struct cftype cgroup_files[5];
 314 #endif
 315         char name[HSTATE_NAME_LEN];
 316 };
 317
 318 struct huge_bootmem_page {
 319         struct list_head list;
 320         struct hstate *hstate;
 321 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 322         phys_addr_t phys;
 323 #endif
 324 };
 325
 326 struct page *alloc_huge_page_node(struct hstate *h, int nid);
 327 struct page *alloc_huge_page_noerr(struct vm_area_struct *vma,
 328                                 unsigned long addr, int avoid_reserve);
 329
 330 /* arch callback */
 331 int __init alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *h);
 332
 333 void __init hugetlb_add_hstate(unsigned order);
 334 struct hstate *size_to_hstate(unsigned long size);
 335
 336 #ifndef HUGE_MAX_HSTATE
 337 #define HUGE_MAX_HSTATE 1
 338 #endif
 339
 340 extern struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
 341 extern unsigned int default_hstate_idx;
 342
 343 #define default_hstate (hstates[default_hstate_idx])
 344
 345 static inline struct hstate *hstate_inode(struct inode *i)
 346 {
 347         struct hugetlbfs_sb_info *hsb;
 348         hsb = HUGETLBFS_SB(i->i_sb);
 349         return hsb->hstate;
 350 }
 351
 352 static inline struct hstate *hstate_file(struct file *f)
 353 {
 354         return hstate_inode(file_inode(f));
 355 }
 356
 357 static inline struct hstate *hstate_sizelog(int page_size_log)
 358 {
 359         if (!page_size_log)
 360                 return &default_hstate;
 361
 362         return size_to_hstate(1UL << page_size_log);
 363 }
 364
 365 static inline struct hstate *hstate_vma(struct vm_area_struct *vma)
 366 {
 367         return hstate_file(vma->vm_file);
 368 }
 369
 370 static inline unsigned long huge_page_size(struct hstate *h)
 371 {
 372         return (unsigned long)PAGE_SIZE << h->order;
 373 }
 374
 375 extern unsigned long vma_kernel_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 376
 377 extern unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma);
 378
 379 static inline unsigned long huge_page_mask(struct hstate *h)
 380 {
 381         return h->mask;
 382 }
 383
 384 static inline unsigned int huge_page_order(struct hstate *h)
 385 {
 386         return h->order;
 387 }
 388
 389 static inline unsigned huge_page_shift(struct hstate *h)
 390 {
 391         return h->order + PAGE_SHIFT;
 392 }
 393
 394 static inline bool hstate_is_gigantic(struct hstate *h)
 395 {
 396         return huge_page_order(h) >= MAX_ORDER;
 397 }
 398
 399 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 400 {
 401         return 1 << h->order;
 402 }
 403
 404 static inline unsigned int blocks_per_huge_page(struct hstate *h)
 405 {
 406         return huge_page_size(h) / 512;
 407 }
 408
 409 #include <asm/hugetlb.h>
 410
 411 #ifndef arch_make_huge_pte
 412 static inline pte_t arch_make_huge_pte(pte_t entry, struct vm_area_struct *vma,
 413                                        struct page *page, int writable)
 414 {
 415         return entry;
 416 }
 417 #endif
 418
 419 static inline struct hstate *page_hstate(struct page *page)
 420 {
 421         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page), page);
 422         return size_to_hstate(PAGE_SIZE << compound_order(page));
 423 }
 424
 425 static inline unsigned hstate_index_to_shift(unsigned index)
 426 {
 427         return hstates[index].order + PAGE_SHIFT;
 428 }
 429
 430 static inline int hstate_index(struct hstate *h)
 431 {
 432         return h - hstates;
 433 }
 434
 435 pgoff_t __basepage_index(struct page *page);
 436
 437 /* Return page->index in PAGE_SIZE units */
 438 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 439 {
 440         if (!PageCompound(page))
 441                 return page->index;
 442
 443         return __basepage_index(page);
 444 }
 445
 446 extern void dissolve_free_huge_pages(unsigned long start_pfn,
 447                                      unsigned long end_pfn);
 448 static inline int hugepage_migration_supported(struct hstate *h)
 449 {
 450 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_HUGEPAGE_MIGRATION
 451         return huge_page_shift(h) == PMD_SHIFT;
 452 #else
 453         return 0;
 454 #endif
 455 }
 456
 457 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 458                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 459 {
 460         if (huge_page_size(h) == PMD_SIZE)
 461                 return pmd_lockptr(mm, (pmd_t *) pte);
 462         VM_BUG_ON(huge_page_size(h) == PAGE_SIZE);
 463         return &mm->page_table_lock;
 464 }
 465
 466 #ifndef hugepages_supported
 467 /*
 468  * Some platform decide whether they support huge pages at boot
 469  * time. Some of them, such as powerpc, set HPAGE_SHIFT to 0
 470  * when there is no such support
 471  */
 472 #define hugepages_supported() (HPAGE_SHIFT != 0)
 473 #endif
 474
 475 #else   /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 476 struct hstate {};
 477 #define alloc_huge_page_node(h, nid) NULL
 478 #define alloc_huge_page_noerr(v, a, r) NULL
 479 #define alloc_bootmem_huge_page(h) NULL
 480 #define hstate_file(f) NULL
 481 #define hstate_sizelog(s) NULL
 482 #define hstate_vma(v) NULL
 483 #define hstate_inode(i) NULL
 484 #define page_hstate(page) NULL
 485 #define huge_page_size(h) PAGE_SIZE
 486 #define huge_page_mask(h) PAGE_MASK
 487 #define vma_kernel_pagesize(v) PAGE_SIZE
 488 #define vma_mmu_pagesize(v) PAGE_SIZE
 489 #define huge_page_order(h) 0
 490 #define huge_page_shift(h) PAGE_SHIFT
 491 static inline unsigned int pages_per_huge_page(struct hstate *h)
 492 {
 493         return 1;
 494 }
 495 #define hstate_index_to_shift(index) 0
 496 #define hstate_index(h) 0
 497
 498 static inline pgoff_t basepage_index(struct page *page)
 499 {
 500         return page->index;
 501 }
 502 #define dissolve_free_huge_pages(s, e)  do {} while (0)
 503 #define hugepage_migration_supported(h) 0
 504
 505 static inline spinlock_t *huge_pte_lockptr(struct hstate *h,
 506                                            struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 507 {
 508         return &mm->page_table_lock;
 509 }
 510 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 511
 512 static inline spinlock_t *huge_pte_lock(struct hstate *h,
 513                                         struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
 514 {
 515         spinlock_t *ptl;
 516
 517         ptl = huge_pte_lockptr(h, mm, pte);
 518         spin_lock(ptl);
 519         return ptl;
 520 }
 521
 522 #endif /* _LINUX_HUGETLB_H */