Make hash_64() use a 64-bit multiply when appropriate
[pandora-kernel.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
26 #define USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS   (NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS)
27 #define USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS   (USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS && \
28                 IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK))
29 #define ALLOC_SPLIT_PTLOCKS     (SPINLOCK_SIZE > BITS_PER_LONG/8)
30
31 /*
32  * Each physical page in the system has a struct page associated with
33  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
34  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
35  * a page, though if it is a pagecache page, rmap structures can tell us
36  * who is mapping it.
37  *
38  * The objects in struct page are organized in double word blocks in
39  * order to allows us to use atomic double word operations on portions
40  * of struct page. That is currently only used by slub but the arrangement
41  * allows the use of atomic double word operations on the flags/mapping
42  * and lru list pointers also.
43  */
44 struct page {
45         /* First double word block */
46         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
47                                          * updated asynchronously */
48         union {
49                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
50                                                  * inode address_space, or NULL.
51                                                  * If page mapped as anonymous
52                                                  * memory, low bit is set, and
53                                                  * it points to anon_vma object:
54                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
55                                                  */
56                 void *s_mem;                    /* slab first object */
57         };
58
59         /* Second double word */
60         struct {
61                 union {
62                         pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
63                         void *freelist;         /* sl[aou]b first free object */
64                         bool pfmemalloc;        /* If set by the page allocator,
65                                                  * ALLOC_NO_WATERMARKS was set
66                                                  * and the low watermark was not
67                                                  * met implying that the system
68                                                  * is under some pressure. The
69                                                  * caller should try ensure
70                                                  * this page is only used to
71                                                  * free other pages.
72                                                  */
73                 };
74
75                 union {
76 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
77         defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
78                         /* Used for cmpxchg_double in slub */
79                         unsigned long counters;
80 #else
81                         /*
82                          * Keep _count separate from slub cmpxchg_double data.
83                          * As the rest of the double word is protected by
84                          * slab_lock but _count is not.
85                          */
86                         unsigned counters;
87 #endif
88
89                         struct {
90
91                                 union {
92                                         /*
93                                          * Count of ptes mapped in
94                                          * mms, to show when page is
95                                          * mapped & limit reverse map
96                                          * searches.
97                                          *
98                                          * Used also for tail pages
99                                          * refcounting instead of
100                                          * _count. Tail pages cannot
101                                          * be mapped and keeping the
102                                          * tail page _count zero at
103                                          * all times guarantees
104                                          * get_page_unless_zero() will
105                                          * never succeed on tail
106                                          * pages.
107                                          */
108                                         atomic_t _mapcount;
109
110                                         struct { /* SLUB */
111                                                 unsigned inuse:16;
112                                                 unsigned objects:15;
113                                                 unsigned frozen:1;
114                                         };
115                                         int units;      /* SLOB */
116                                 };
117                                 atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
118                         };
119                         unsigned int active;    /* SLAB */
120                 };
121         };
122
123         /* Third double word block */
124         union {
125                 struct list_head lru;   /* Pageout list, eg. active_list
126                                          * protected by zone->lru_lock !
127                                          * Can be used as a generic list
128                                          * by the page owner.
129                                          */
130                 struct {                /* slub per cpu partial pages */
131                         struct page *next;      /* Next partial slab */
132 #ifdef CONFIG_64BIT
133                         int pages;      /* Nr of partial slabs left */
134                         int pobjects;   /* Approximate # of objects */
135 #else
136                         short int pages;
137                         short int pobjects;
138 #endif
139                 };
140
141                 struct slab *slab_page; /* slab fields */
142                 struct rcu_head rcu_head;       /* Used by SLAB
143                                                  * when destroying via RCU
144                                                  */
145 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
146                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page->ptl */
147 #endif
148         };
149
150         /* Remainder is not double word aligned */
151         union {
152                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
153                                                  * usually used for buffer_heads
154                                                  * if PagePrivate set; used for
155                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
156                                                  * indicates order in the buddy
157                                                  * system if PG_buddy is set.
158                                                  */
159 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
160 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
161                 spinlock_t *ptl;
162 #else
163                 spinlock_t ptl;
164 #endif
165 #endif
166                 struct kmem_cache *slab_cache;  /* SL[AU]B: Pointer to slab */
167                 struct page *first_page;        /* Compound tail pages */
168         };
169
170         /*
171          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
172          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
173          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
174          * dynamically, so we need a place to store that address.
175          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
176          *
177          * Architectures with slow multiplication can define
178          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
179          */
180 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
181         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
182                                            not kmapped, ie. highmem) */
183 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
184 #ifdef CONFIG_WANT_PAGE_DEBUG_FLAGS
185         unsigned long debug_flags;      /* Use atomic bitops on this */
186 #endif
187
188 #ifdef CONFIG_KMEMCHECK
189         /*
190          * kmemcheck wants to track the status of each byte in a page; this
191          * is a pointer to such a status block. NULL if not tracked.
192          */
193         void *shadow;
194 #endif
195
196 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
197         int _last_cpupid;
198 #endif
199 }
200 /*
201  * The struct page can be forced to be double word aligned so that atomic ops
202  * on double words work. The SLUB allocator can make use of such a feature.
203  */
204 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
205         __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
206 #endif
207 ;
208
209 struct page_frag {
210         struct page *page;
211 #if (BITS_PER_LONG > 32) || (PAGE_SIZE >= 65536)
212         __u32 offset;
213         __u32 size;
214 #else
215         __u16 offset;
216         __u16 size;
217 #endif
218 };
219
220 typedef unsigned long __nocast vm_flags_t;
221
222 /*
223  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
224  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
225  * map parts of them.
226  */
227 struct vm_region {
228         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
229         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
230         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
231         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
232         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
233         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
234         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
235
236         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
237         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
238                                                 * this region */
239 };
240
241 /*
242  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
243  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
244  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
245  * library, the executable area etc).
246  */
247 struct vm_area_struct {
248         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
249
250         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
251         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
252                                            within vm_mm. */
253
254         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
255         struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev;
256
257         struct rb_node vm_rb;
258
259         /*
260          * Largest free memory gap in bytes to the left of this VMA.
261          * Either between this VMA and vma->vm_prev, or between one of the
262          * VMAs below us in the VMA rbtree and its ->vm_prev. This helps
263          * get_unmapped_area find a free area of the right size.
264          */
265         unsigned long rb_subtree_gap;
266
267         /* Second cache line starts here. */
268
269         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
270         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
271         unsigned long vm_flags;         /* Flags, see mm.h. */
272
273         /*
274          * For areas with an address space and backing store,
275          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree, or
276          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
277          */
278         union {
279                 struct {
280                         struct rb_node rb;
281                         unsigned long rb_subtree_last;
282                 } linear;
283                 struct list_head nonlinear;
284         } shared;
285
286         /*
287          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
288          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
289          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
290          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
291          */
292         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_sem &
293                                           * page_table_lock */
294         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
295
296         /* Function pointers to deal with this struct. */
297         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
298
299         /* Information about our backing store: */
300         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
301                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
302         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
303         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
304
305 #ifndef CONFIG_MMU
306         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
307 #endif
308 #ifdef CONFIG_NUMA
309         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
310 #endif
311 };
312
313 struct core_thread {
314         struct task_struct *task;
315         struct core_thread *next;
316 };
317
318 struct core_state {
319         atomic_t nr_threads;
320         struct core_thread dumper;
321         struct completion startup;
322 };
323
324 enum {
325         MM_FILEPAGES,
326         MM_ANONPAGES,
327         MM_SWAPENTS,
328         NR_MM_COUNTERS
329 };
330
331 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS && defined(CONFIG_MMU)
332 #define SPLIT_RSS_COUNTING
333 /* per-thread cached information, */
334 struct task_rss_stat {
335         int events;     /* for synchronization threshold */
336         int count[NR_MM_COUNTERS];
337 };
338 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
339
340 struct mm_rss_stat {
341         atomic_long_t count[NR_MM_COUNTERS];
342 };
343
344 struct kioctx_table;
345 struct mm_struct {
346         struct vm_area_struct *mmap;            /* list of VMAs */
347         struct rb_root mm_rb;
348         u32 vmacache_seqnum;                   /* per-thread vmacache */
349 #ifdef CONFIG_MMU
350         unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
351                                 unsigned long addr, unsigned long len,
352                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
353 #endif
354         unsigned long mmap_base;                /* base of mmap area */
355         unsigned long mmap_legacy_base;         /* base of mmap area in bottom-up allocations */
356         unsigned long task_size;                /* size of task vm space */
357         unsigned long highest_vm_end;           /* highest vma end address */
358         pgd_t * pgd;
359         atomic_t mm_users;                      /* How many users with user space? */
360         atomic_t mm_count;                      /* How many references to "struct mm_struct" (users count as 1) */
361         atomic_long_t nr_ptes;                  /* Page table pages */
362         int map_count;                          /* number of VMAs */
363
364         spinlock_t page_table_lock;             /* Protects page tables and some counters */
365         struct rw_semaphore mmap_sem;
366
367         struct list_head mmlist;                /* List of maybe swapped mm's.  These are globally strung
368                                                  * together off init_mm.mmlist, and are protected
369                                                  * by mmlist_lock
370                                                  */
371
372
373         unsigned long hiwater_rss;      /* High-watermark of RSS usage */
374         unsigned long hiwater_vm;       /* High-water virtual memory usage */
375
376         unsigned long total_vm;         /* Total pages mapped */
377         unsigned long locked_vm;        /* Pages that have PG_mlocked set */
378         unsigned long pinned_vm;        /* Refcount permanently increased */
379         unsigned long shared_vm;        /* Shared pages (files) */
380         unsigned long exec_vm;          /* VM_EXEC & ~VM_WRITE */
381         unsigned long stack_vm;         /* VM_GROWSUP/DOWN */
382         unsigned long def_flags;
383         unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
384         unsigned long start_brk, brk, start_stack;
385         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
386
387         unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
388
389         /*
390          * Special counters, in some configurations protected by the
391          * page_table_lock, in other configurations by being atomic.
392          */
393         struct mm_rss_stat rss_stat;
394
395         struct linux_binfmt *binfmt;
396
397         cpumask_var_t cpu_vm_mask_var;
398
399         /* Architecture-specific MM context */
400         mm_context_t context;
401
402         unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access the bits */
403
404         struct core_state *core_state; /* coredumping support */
405 #ifdef CONFIG_AIO
406         spinlock_t                      ioctx_lock;
407         struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
408 #endif
409 #ifdef CONFIG_MEMCG
410         /*
411          * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
412          * user/owner of this mm. All of the following must be true in
413          * order for it to be changed:
414          *
415          * current == mm->owner
416          * current->mm != mm
417          * new_owner->mm == mm
418          * new_owner->alloc_lock is held
419          */
420         struct task_struct __rcu *owner;
421 #endif
422
423         /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
424         struct file *exe_file;
425 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
426         struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm;
427 #endif
428 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
429         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
430 #endif
431 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
432         struct cpumask cpumask_allocation;
433 #endif
434 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
435         /*
436          * numa_next_scan is the next time that the PTEs will be marked
437          * pte_numa. NUMA hinting faults will gather statistics and migrate
438          * pages to new nodes if necessary.
439          */
440         unsigned long numa_next_scan;
441
442         /* Restart point for scanning and setting pte_numa */
443         unsigned long numa_scan_offset;
444
445         /* numa_scan_seq prevents two threads setting pte_numa */
446         int numa_scan_seq;
447 #endif
448 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
449         /*
450          * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything that
451          * can move process memory needs to flush the TLB when moving a
452          * PROT_NONE or PROT_NUMA mapped page.
453          */
454         bool tlb_flush_pending;
455 #endif
456         struct uprobes_state uprobes_state;
457 };
458
459 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
460 {
461 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
462         mm->cpu_vm_mask_var = &mm->cpumask_allocation;
463 #endif
464         cpumask_clear(mm->cpu_vm_mask_var);
465 }
466
467 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
468 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
469 {
470         return mm->cpu_vm_mask_var;
471 }
472
473 #if defined(CONFIG_NUMA_BALANCING) || defined(CONFIG_COMPACTION)
474 /*
475  * Memory barriers to keep this state in sync are graciously provided by
476  * the page table locks, outside of which no page table modifications happen.
477  * The barriers below prevent the compiler from re-ordering the instructions
478  * around the memory barriers that are already present in the code.
479  */
480 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
481 {
482         barrier();
483         return mm->tlb_flush_pending;
484 }
485 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
486 {
487         mm->tlb_flush_pending = true;
488
489         /*
490          * Guarantee that the tlb_flush_pending store does not leak into the
491          * critical section updating the page tables
492          */
493         smp_mb__before_spinlock();
494 }
495 /* Clearing is done after a TLB flush, which also provides a barrier. */
496 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
497 {
498         barrier();
499         mm->tlb_flush_pending = false;
500 }
501 #else
502 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
503 {
504         return false;
505 }
506 static inline void set_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
507 {
508 }
509 static inline void clear_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
510 {
511 }
512 #endif
513
514 struct vm_special_mapping
515 {
516         const char *name;
517         struct page **pages;
518 };
519
520 enum tlb_flush_reason {
521         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
522         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
523         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
524         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
525         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
526 };
527
528 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */