Merge branches 'acpi-fan', 'acpi-video' and 'acpi-ec'
[cascardo/linux.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/page-debug-flags.h>
14 #include <linux/uprobes.h>
15 #include <linux/page-flags-layout.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                         bool pfmemalloc;        /* If set by the page allocator,
66                                                  * ALLOC_NO_WATERMARKS was set
67                                                  * and the low watermark was not
68                                                  * met implying that the system
69                                                  * is under some pressure. The
70                                                  * caller should try ensure
71                                                  * this page is only used to
72                                                  * free other pages.
73                                                  */
74                 };
75
76                 union {
77 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
78         defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
79                         /* Used for cmpxchg_double in slub */
80                         unsigned long counters;
81 #else
82                         /*
83                          * Keep _count separate from slub cmpxchg_double data.
84                          * As the rest of the double word is protected by
85                          * slab_lock but _count is not.
86                          */
87                         unsigned counters;
88 #endif
89
90                         struct {
91
92                                 union {
93                                         /*
94                                          * Count of ptes mapped in
95                                          * mms, to show when page is
96                                          * mapped & limit reverse map
97                                          * searches.
98                                          *
99                                          * Used also for tail pages
100                                          * refcounting instead of
101                                          * _count. Tail pages cannot
102                                          * be mapped and keeping the
103                                          * tail page _count zero at
104                                          * all times guarantees
105                                          * get_page_unless_zero() will
106                                          * never succeed on tail
107                                          * pages.
108                                          */
109                                         atomic_t _mapcount;
110
111                                         struct { /* SLUB */
112                                                 unsigned inuse:16;
113                                                 unsigned objects:15;
114                                                 unsigned frozen:1;
115                                         };
116                                         int units;      /* SLOB */
117                                 };
118                                 atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
119                         };
120                         unsigned int active;    /* SLAB */
121                 };
122         };
123
124         /* Third double word block */
125         union {
126                 struct list_head lru;   /* Pageout list, eg. active_list
127                                          * protected by zone->lru_lock !
128                                          * Can be used as a generic list
129                                          * by the page owner.
130                                          */
131                 struct {                /* slub per cpu partial pages */
132                         struct page *next;      /* Next partial slab */
133 #ifdef CONFIG_64BIT
134                         int pages;      /* Nr of partial slabs left */
135                         int pobjects;   /* Approximate # of objects */
136 #else
137                         short int pages;
138                         short int pobjects;
139 #endif
140                 };
141
142                 struct slab *slab_page; /* slab fields */
143                 struct rcu_head rcu_head;       /* Used by SLAB
144                                                  * when destroying via RCU
145                                                  */
146 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
147                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page->ptl */
148 #endif
149         };
150
151         /* Remainder is not double word aligned */
152         union {
153                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
154                                                  * usually used for buffer_heads
155                                                  * if PagePrivate set; used for
156                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
157                                                  * indicates order in the buddy
158                                                  * system if PG_buddy is set.
159                                                  */
160 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
161 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
162                 spinlock_t *ptl;
163 #else
164                 spinlock_t ptl;
165 #endif
166 #endif
167                 struct kmem_cache *slab_cache;  /* SL[AU]B: Pointer to slab */
168                 struct page *first_page;        /* Compound tail pages */
169         };
170
171 #ifdef CONFIG_MEMCG
172         struct mem_cgroup *mem_cgroup;
173 #endif
174
175         /*
176          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
177          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
178          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
179          * dynamically, so we need a place to store that address.
180          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
181          *
182          * Architectures with slow multiplication can define
183          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
184          */
185 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
186         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
187                                            not kmapped, ie. highmem) */
188 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
189 #ifdef CONFIG_WANT_PAGE_DEBUG_FLAGS
190         unsigned long debug_flags;      /* Use atomic bitops on this */
191 #endif
192
193 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
194         /*
195          * kmemcheck wants to track the status of each byte in a page; this
196          * is a pointer to such a status block. NULL if not tracked.
197          */
198         void *shadow;
199 #endif
200
201 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
202         int _last_cpupid;
203 #endif
204 }
205 /*
206  * The struct page can be forced to be double word aligned so that atomic ops
207  * on double words work. The SLUB allocator can make use of such a feature.
208  */
209 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
210         __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
211 #endif
212 ;
213
214 struct page_frag {
215         struct page *page;
216 #if (BITS_PER_LONG > 32) || (PAGE_SIZE >= 65536)
217         __u32 offset;
218         __u32 size;
219 #else
220         __u16 offset;
221         __u16 size;
222 #endif
223 };
224
225 typedef unsigned long __nocast vm_flags_t;
226
227 /*
228  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
229  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
230  * map parts of them.
231  */
232 struct vm_region {
233         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
234         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
235         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
236         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
237         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
238         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
239         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
240
241         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
242         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
243                                                 * this region */
244 };
245
246 /*
247  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
248  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
249  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
250  * library, the executable area etc).
251  */
252 struct vm_area_struct {
253         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
254
255         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
256         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
257                                            within vm_mm. */
258
259         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
260         struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev;
261
262         struct rb_node vm_rb;
263
264         /*
265          * Largest free memory gap in bytes to the left of this VMA.
266          * Either between this VMA and vma->vm_prev, or between one of the
267          * VMAs below us in the VMA rbtree and its ->vm_prev. This helps
268          * get_unmapped_area find a free area of the right size.
269          */
270         unsigned long rb_subtree_gap;
271
272         /* Second cache line starts here. */
273
274         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
275         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
276         unsigned long vm_flags;         /* Flags, see mm.h. */
277
278         /*
279          * For areas with an address space and backing store,
280          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree, or
281          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
282          */
283         union {
284                 struct {
285                         struct rb_node rb;
286                         unsigned long rb_subtree_last;
287                 } linear;
288                 struct list_head nonlinear;
289         } shared;
290
291         /*
292          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
293          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
294          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
295          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
296          */
297         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_sem &
298                                           * page_table_lock */
299         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
300
301         /* Function pointers to deal with this struct. */
302         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
303
304         /* Information about our backing store: */
305         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
306                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
307         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
308         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
309
310 #ifndef CONFIG_MMU
311         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
312 #endif
313 #ifdef CONFIG_NUMA
314         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
315 #endif
316 };
317
318 struct core_thread {
319         struct task_struct *task;
320         struct core_thread *next;
321 };
322
323 struct core_state {
324         atomic_t nr_threads;
325         struct core_thread dumper;
326         struct completion startup;
327 };
328
329 enum {
330         MM_FILEPAGES,
331         MM_ANONPAGES,
332         MM_SWAPENTS,
333         NR_MM_COUNTERS
334 };
335
336 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS && defined(CONFIG_MMU)
337 #define SPLIT_RSS_COUNTING
338 /* per-thread cached information, */
339 struct task_rss_stat {
340         int events;     /* for synchronization threshold */
341         int count[NR_MM_COUNTERS];
342 };
343 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
344
345 struct mm_rss_stat {
346         atomic_long_t count[NR_MM_COUNTERS];
347 };
348
349 struct kioctx_table;
350 struct mm_struct {
351         struct vm_area_struct *mmap;            /* list of VMAs */
352         struct rb_root mm_rb;
353         u32 vmacache_seqnum;                   /* per-thread vmacache */
354 #ifdef CONFIG_MMU
355         unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
356                                 unsigned long addr, unsigned long len,
357                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
358 #endif
359         unsigned long mmap_base;                /* base of mmap area */
360         unsigned long mmap_legacy_base;         /* base of mmap area in bottom-up allocations */
361         unsigned long task_size;                /* size of task vm space */
362         unsigned long highest_vm_end;           /* highest vma end address */
363         pgd_t * pgd;
364         atomic_t mm_users;                      /* How many users with user space? */
365         atomic_t mm_count;                      /* How many references to "struct mm_struct" (users count as 1) */
366         atomic_long_t nr_ptes;                  /* Page table pages */
367         int map_count;                          /* number of VMAs */
368
369         spinlock_t page_table_lock;             /* Protects page tables and some counters */
370         struct rw_semaphore mmap_sem;
371
372         struct list_head mmlist;                /* List of maybe swapped mm's.  These are globally strung
373                                                  * together off init_mm.mmlist, and are protected
374                                                  * by mmlist_lock
375                                                  */
376
377
378         unsigned long hiwater_rss;      /* High-watermark of RSS usage */
379         unsigned long hiwater_vm;       /* High-water virtual memory usage */
380
381         unsigned long total_vm;         /* Total pages mapped */
382         unsigned long locked_vm;        /* Pages that have PG_mlocked set */
383         unsigned long pinned_vm;        /* Refcount permanently increased */
384         unsigned long shared_vm;        /* Shared pages (files) */
385         unsigned long exec_vm;          /* VM_EXEC & ~VM_WRITE */
386         unsigned long stack_vm;         /* VM_GROWSUP/DOWN */
387         unsigned long def_flags;
388         unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
389         unsigned long start_brk, brk, start_stack;
390         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
391
392         unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
393
394         /*
395          * Special counters, in some configurations protected by the
396          * page_table_lock, in other configurations by being atomic.
397          */
398         struct mm_rss_stat rss_stat;
399
400         struct linux_binfmt *binfmt;
401
402         cpumask_var_t cpu_vm_mask_var;
403
404         /* Architecture-specific MM context */
405         mm_context_t context;
406
407         unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access the bits */
408
409         struct core_state *core_state; /* coredumping support */
410 #ifdef CONFIG_AIO
411         spinlock_t                      ioctx_lock;
412         struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
413 #endif
414 #ifdef CONFIG_MEMCG
415         /*
416          * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
417          * user/owner of this mm. All of the following must be true in
418          * order for it to be changed:
419          *
420          * current == mm->owner
421          * current->mm != mm
422          * new_owner->mm == mm
423          * new_owner->alloc_lock is held
424          */
425         struct task_struct __rcu *owner;
426 #endif
427
428         /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
429         struct file *exe_file;
430 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
431         struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm;
432 #endif
433 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
434         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
435 #endif
436 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
437         struct cpumask cpumask_allocation;
438 #endif
439 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
440         /*
441          * numa_next_scan is the next time that the PTEs will be marked
442          * pte_numa. NUMA hinting faults will gather statistics and migrate
443          * pages to new nodes if necessary.
444          */
445         unsigned long numa_next_scan;
446
447         /* Restart point for scanning and setting pte_numa */
448         unsigned long numa_scan_offset;
449
450         /* numa_scan_seq prevents two threads setting pte_numa */
451         int numa_scan_seq;
452 #endif
453 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
454         /*
455          * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything that
456          * can move process memory needs to flush the TLB when moving a
457          * PROT_NONE or PROT_NUMA mapped page.
458          */
459         bool tlb_flush_pending;
460 #endif
461         struct uprobes_state uprobes_state;
462 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MPX
463         /* address of the bounds directory */
464         void __user *bd_addr;
465 #endif
466 };
467
468 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
469 {
470 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
471         mm->cpu_vm_mask_var = &mm->cpumask_allocation;
472 #endif
473         cpumask_clear(mm->cpu_vm_mask_var);
474 }
475
476 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
477 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
478 {
479         return mm->cpu_vm_mask_var;
480 }
481
482 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
483 /*
484  * Memory barriers to keep this state in sync are graciously provided by
485  * the page table locks, outside of which no page table modifications happen.
486  * The barriers below prevent the compiler from re-ordering the instructions
487  * around the memory barriers that are already present in the code.
488  */
489 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
490 {
491         barrier();
492         return mm->tlb_flush_pending;
493 }
494 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
495 {
496         mm->tlb_flush_pending = true;
497
498         /*
499          * Guarantee that the tlb_flush_pending store does not leak into the
500          * critical section updating the page tables
501          */
502         smp_mb__before_spinlock();
503 }
504 /* Clearing is done after a TLB flush, which also provides a barrier. */
505 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
506 {
507         barrier();
508         mm->tlb_flush_pending = false;
509 }
510 #else
511 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
512 {
513         return false;
514 }
515 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
516 {
517 }
518 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
519 {
520 }
521 #endif
522
523 struct vm_special_mapping
524 {
525         const char *name;
526         struct page **pages;
527 };
528
529 enum tlb_flush_reason {
530         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
531         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
532         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
533         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
534         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
535 };
536
537 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */