include/linux/sched/mm.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _LINUX_SCHED_MM_H
   3 #define _LINUX_SCHED_MM_H
   4
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/atomic.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/mm_types.h>
   9 #include <linux/gfp.h>
  10 #include <linux/sync_core.h>
  11
  12 /*
  13  * Routines for handling mm_structs
  14  */
  15 extern struct mm_struct *mm_alloc(void);
  16
  17 /**
  18  * mmgrab() - Pin a &struct mm_struct.
  19  * @mm: The &struct mm_struct to pin.
  20  *
  21  * Make sure that @mm will not get freed even after the owning task
  22  * exits. This doesn't guarantee that the associated address space
  23  * will still exist later on and mmget_not_zero() has to be used before
  24  * accessing it.
  25  *
  26  * This is a preferred way to to pin @mm for a longer/unbounded amount
  27  * of time.
  28  *
  29  * Use mmdrop() to release the reference acquired by mmgrab().
  30  *
  31  * See also <Documentation/vm/active_mm.rst> for an in-depth explanation
  32  * of &mm_struct.mm_count vs &mm_struct.mm_users.
  33  */
  34 static inline void mmgrab(struct mm_struct *mm)
  35 {
  36         atomic_inc(&mm->mm_count);
  37 }
  38
  39 extern void __mmdrop(struct mm_struct *mm);
  40
  41 static inline void mmdrop(struct mm_struct *mm)
  42 {
  43         /*
  44          * The implicit full barrier implied by atomic_dec_and_test() is
  45          * required by the membarrier system call before returning to
  46          * user-space, after storing to rq->curr.
  47          */
  48         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&mm->mm_count)))
  49                 __mmdrop(mm);
  50 }
  51
  52 void mmdrop(struct mm_struct *mm);
  53
  54 /*
  55  * This has to be called after a get_task_mm()/mmget_not_zero()
  56  * followed by taking the mmap_sem for writing before modifying the
  57  * vmas or anything the coredump pretends not to change from under it.
  58  *
  59  * It also has to be called when mmgrab() is used in the context of
  60  * the process, but then the mm_count refcount is transferred outside
  61  * the context of the process to run down_write() on that pinned mm.
  62  *
  63  * NOTE: find_extend_vma() called from GUP context is the only place
  64  * that can modify the "mm" (notably the vm_start/end) under mmap_sem
  65  * for reading and outside the context of the process, so it is also
  66  * the only case that holds the mmap_sem for reading that must call
  67  * this function. Generally if the mmap_sem is hold for reading
  68  * there's no need of this check after get_task_mm()/mmget_not_zero().
  69  *
  70  * This function can be obsoleted and the check can be removed, after
  71  * the coredump code will hold the mmap_sem for writing before
  72  * invoking the ->core_dump methods.
  73  */
  74 static inline bool mmget_still_valid(struct mm_struct *mm)
  75 {
  76         return likely(!mm->core_state);
  77 }
  78
  79 /**
  80  * mmget() - Pin the address space associated with a &struct mm_struct.
  81  * @mm: The address space to pin.
  82  *
  83  * Make sure that the address space of the given &struct mm_struct doesn't
  84  * go away. This does not protect against parts of the address space being
  85  * modified or freed, however.
  86  *
  87  * Never use this function to pin this address space for an
  88  * unbounded/indefinite amount of time.
  89  *
  90  * Use mmput() to release the reference acquired by mmget().
  91  *
  92  * See also <Documentation/vm/active_mm.rst> for an in-depth explanation
  93  * of &mm_struct.mm_count vs &mm_struct.mm_users.
  94  */
  95 static inline void mmget(struct mm_struct *mm)
  96 {
  97         atomic_inc(&mm->mm_users);
  98 }
  99
 100 static inline bool mmget_not_zero(struct mm_struct *mm)
 101 {
 102         return atomic_inc_not_zero(&mm->mm_users);
 103 }
 104
 105 /* mmput gets rid of the mappings and all user-space */
 106 extern void mmput(struct mm_struct *);
 107 #ifdef CONFIG_MMU
 108 /* same as above but performs the slow path from the async context. Can
 109  * be called from the atomic context as well
 110  */
 111 void mmput_async(struct mm_struct *);
 112 #endif
 113
 114 /* Grab a reference to a task's mm, if it is not already going away */
 115 extern struct mm_struct *get_task_mm(struct task_struct *task);
 116 /*
 117  * Grab a reference to a task's mm, if it is not already going away
 118  * and ptrace_may_access with the mode parameter passed to it
 119  * succeeds.
 120  */
 121 extern struct mm_struct *mm_access(struct task_struct *task, unsigned int mode);
 122 /* Remove the current tasks stale references to the old mm_struct on exit() */
 123 extern void exit_mm_release(struct task_struct *, struct mm_struct *);
 124 /* Remove the current tasks stale references to the old mm_struct on exec() */
 125 extern void exec_mm_release(struct task_struct *, struct mm_struct *);
 126
 127 #ifdef CONFIG_MEMCG
 128 extern void mm_update_next_owner(struct mm_struct *mm);
 129 #else
 130 static inline void mm_update_next_owner(struct mm_struct *mm)
 131 {
 132 }
 133 #endif /* CONFIG_MEMCG */
 134
 135 #ifdef CONFIG_MMU
 136 extern void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm,
 137                                   struct rlimit *rlim_stack);
 138 extern unsigned long
 139 arch_get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long,
 140                        unsigned long, unsigned long);
 141 extern unsigned long
 142 arch_get_unmapped_area_topdown(struct file *filp, unsigned long addr,
 143                           unsigned long len, unsigned long pgoff,
 144                           unsigned long flags);
 145 #else
 146 static inline void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm,
 147                                          struct rlimit *rlim_stack) {}
 148 #endif
 149
 150 static inline bool in_vfork(struct task_struct *tsk)
 151 {
 152         bool ret;
 153
 154         /*
 155          * need RCU to access ->real_parent if CLONE_VM was used along with
 156          * CLONE_PARENT.
 157          *
 158          * We check real_parent->mm == tsk->mm because CLONE_VFORK does not
 159          * imply CLONE_VM
 160          *
 161          * CLONE_VFORK can be used with CLONE_PARENT/CLONE_THREAD and thus
 162          * ->real_parent is not necessarily the task doing vfork(), so in
 163          * theory we can't rely on task_lock() if we want to dereference it.
 164          *
 165          * And in this case we can't trust the real_parent->mm == tsk->mm
 166          * check, it can be false negative. But we do not care, if init or
 167          * another oom-unkillable task does this it should blame itself.
 168          */
 169         rcu_read_lock();
 170         ret = tsk->vfork_done && tsk->real_parent->mm == tsk->mm;
 171         rcu_read_unlock();
 172
 173         return ret;
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Applies per-task gfp context to the given allocation flags.
 178  * PF_MEMALLOC_NOIO implies GFP_NOIO
 179  * PF_MEMALLOC_NOFS implies GFP_NOFS
 180  * PF_MEMALLOC_NOCMA implies no allocation from CMA region.
 181  */
 182 static inline gfp_t current_gfp_context(gfp_t flags)
 183 {
 184         if (unlikely(current->flags &
 185                      (PF_MEMALLOC_NOIO | PF_MEMALLOC_NOFS | PF_MEMALLOC_NOCMA))) {
 186                 /*
 187                  * NOIO implies both NOIO and NOFS and it is a weaker context
 188                  * so always make sure it makes precedence
 189                  */
 190                 if (current->flags & PF_MEMALLOC_NOIO)
 191                         flags &= ~(__GFP_IO | __GFP_FS);
 192                 else if (current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS)
 193                         flags &= ~__GFP_FS;
 194 #ifdef CONFIG_CMA
 195                 if (current->flags & PF_MEMALLOC_NOCMA)
 196                         flags &= ~__GFP_MOVABLE;
 197 #endif
 198         }
 199         return flags;
 200 }
 201
 202 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
 203 extern void __fs_reclaim_acquire(void);
 204 extern void __fs_reclaim_release(void);
 205 extern void fs_reclaim_acquire(gfp_t gfp_mask);
 206 extern void fs_reclaim_release(gfp_t gfp_mask);
 207 #else
 208 static inline void __fs_reclaim_acquire(void) { }
 209 static inline void __fs_reclaim_release(void) { }
 210 static inline void fs_reclaim_acquire(gfp_t gfp_mask) { }
 211 static inline void fs_reclaim_release(gfp_t gfp_mask) { }
 212 #endif
 213
 214 /**
 215  * memalloc_noio_save - Marks implicit GFP_NOIO allocation scope.
 216  *
 217  * This functions marks the beginning of the GFP_NOIO allocation scope.
 218  * All further allocations will implicitly drop __GFP_IO flag and so
 219  * they are safe for the IO critical section from the allocation recursion
 220  * point of view. Use memalloc_noio_restore to end the scope with flags
 221  * returned by this function.
 222  *
 223  * This function is safe to be used from any context.
 224  */
 225 static inline unsigned int memalloc_noio_save(void)
 226 {
 227         unsigned int flags = current->flags & PF_MEMALLOC_NOIO;
 228         current->flags |= PF_MEMALLOC_NOIO;
 229         return flags;
 230 }
 231
 232 /**
 233  * memalloc_noio_restore - Ends the implicit GFP_NOIO scope.
 234  * @flags: Flags to restore.
 235  *
 236  * Ends the implicit GFP_NOIO scope started by memalloc_noio_save function.
 237  * Always make sure that that the given flags is the return value from the
 238  * pairing memalloc_noio_save call.
 239  */
 240 static inline void memalloc_noio_restore(unsigned int flags)
 241 {
 242         current->flags = (current->flags & ~PF_MEMALLOC_NOIO) | flags;
 243 }
 244
 245 /**
 246  * memalloc_nofs_save - Marks implicit GFP_NOFS allocation scope.
 247  *
 248  * This functions marks the beginning of the GFP_NOFS allocation scope.
 249  * All further allocations will implicitly drop __GFP_FS flag and so
 250  * they are safe for the FS critical section from the allocation recursion
 251  * point of view. Use memalloc_nofs_restore to end the scope with flags
 252  * returned by this function.
 253  *
 254  * This function is safe to be used from any context.
 255  */
 256 static inline unsigned int memalloc_nofs_save(void)
 257 {
 258         unsigned int flags = current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS;
 259         current->flags |= PF_MEMALLOC_NOFS;
 260         return flags;
 261 }
 262
 263 /**
 264  * memalloc_nofs_restore - Ends the implicit GFP_NOFS scope.
 265  * @flags: Flags to restore.
 266  *
 267  * Ends the implicit GFP_NOFS scope started by memalloc_nofs_save function.
 268  * Always make sure that that the given flags is the return value from the
 269  * pairing memalloc_nofs_save call.
 270  */
 271 static inline void memalloc_nofs_restore(unsigned int flags)
 272 {
 273         current->flags = (current->flags & ~PF_MEMALLOC_NOFS) | flags;
 274 }
 275
 276 static inline unsigned int memalloc_noreclaim_save(void)
 277 {
 278         unsigned int flags = current->flags & PF_MEMALLOC;
 279         current->flags |= PF_MEMALLOC;
 280         return flags;
 281 }
 282
 283 static inline void memalloc_noreclaim_restore(unsigned int flags)
 284 {
 285         current->flags = (current->flags & ~PF_MEMALLOC) | flags;
 286 }
 287
 288 #ifdef CONFIG_CMA
 289 static inline unsigned int memalloc_nocma_save(void)
 290 {
 291         unsigned int flags = current->flags & PF_MEMALLOC_NOCMA;
 292
 293         current->flags |= PF_MEMALLOC_NOCMA;
 294         return flags;
 295 }
 296
 297 static inline void memalloc_nocma_restore(unsigned int flags)
 298 {
 299         current->flags = (current->flags & ~PF_MEMALLOC_NOCMA) | flags;
 300 }
 301 #else
 302 static inline unsigned int memalloc_nocma_save(void)
 303 {
 304         return 0;
 305 }
 306
 307 static inline void memalloc_nocma_restore(unsigned int flags)
 308 {
 309 }
 310 #endif
 311
 312 #ifdef CONFIG_MEMCG
 313 /**
 314  * memalloc_use_memcg - Starts the remote memcg charging scope.
 315  * @memcg: memcg to charge.
 316  *
 317  * This function marks the beginning of the remote memcg charging scope. All the
 318  * __GFP_ACCOUNT allocations till the end of the scope will be charged to the
 319  * given memcg.
 320  *
 321  * NOTE: This function is not nesting safe.
 322  */
 323 static inline void memalloc_use_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
 324 {
 325         WARN_ON_ONCE(current->active_memcg);
 326         current->active_memcg = memcg;
 327 }
 328
 329 /**
 330  * memalloc_unuse_memcg - Ends the remote memcg charging scope.
 331  *
 332  * This function marks the end of the remote memcg charging scope started by
 333  * memalloc_use_memcg().
 334  */
 335 static inline void memalloc_unuse_memcg(void)
 336 {
 337         current->active_memcg = NULL;
 338 }
 339 #else
 340 static inline void memalloc_use_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
 341 {
 342 }
 343
 344 static inline void memalloc_unuse_memcg(void)
 345 {
 346 }
 347 #endif
 348
 349 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
 350 enum {
 351         MEMBARRIER_STATE_PRIVATE_EXPEDITED_READY                = (1U << 0),
 352         MEMBARRIER_STATE_PRIVATE_EXPEDITED                      = (1U << 1),
 353         MEMBARRIER_STATE_GLOBAL_EXPEDITED_READY                 = (1U << 2),
 354         MEMBARRIER_STATE_GLOBAL_EXPEDITED                       = (1U << 3),
 355         MEMBARRIER_STATE_PRIVATE_EXPEDITED_SYNC_CORE_READY      = (1U << 4),
 356         MEMBARRIER_STATE_PRIVATE_EXPEDITED_SYNC_CORE            = (1U << 5),
 357 };
 358
 359 enum {
 360         MEMBARRIER_FLAG_SYNC_CORE       = (1U << 0),
 361 };
 362
 363 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_MEMBARRIER_CALLBACKS
 364 #include <asm/membarrier.h>
 365 #endif
 366
 367 static inline void membarrier_mm_sync_core_before_usermode(struct mm_struct *mm)
 368 {
 369         if (current->mm != mm)
 370                 return;
 371         if (likely(!(atomic_read(&mm->membarrier_state) &
 372                      MEMBARRIER_STATE_PRIVATE_EXPEDITED_SYNC_CORE)))
 373                 return;
 374         sync_core_before_usermode();
 375 }
 376
 377 extern void membarrier_exec_mmap(struct mm_struct *mm);
 378
 379 #else
 380 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_MEMBARRIER_CALLBACKS
 381 static inline void membarrier_arch_switch_mm(struct mm_struct *prev,
 382                                              struct mm_struct *next,
 383                                              struct task_struct *tsk)
 384 {
 385 }
 386 #endif
 387 static inline void membarrier_exec_mmap(struct mm_struct *mm)
 388 {
 389 }
 390 static inline void membarrier_mm_sync_core_before_usermode(struct mm_struct *mm)
 391 {
 392 }
 393 #endif
 394
 395 #endif /* _LINUX_SCHED_MM_H */