]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/mm_types.h
mm: add optional close() to struct vm_special_mapping
[linux.git] / include / linux / mm_types.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_TYPES_H
3 #define _LINUX_MM_TYPES_H
4
5 #include <linux/mm_types_task.h>
6
7 #include <linux/auxvec.h>
8 #include <linux/kref.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/maple_tree.h>
13 #include <linux/rwsem.h>
14 #include <linux/completion.h>
15 #include <linux/cpumask.h>
16 #include <linux/uprobes.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/page-flags-layout.h>
19 #include <linux/workqueue.h>
20 #include <linux/seqlock.h>
21 #include <linux/percpu_counter.h>
22
23 #include <asm/mmu.h>
24
25 #ifndef AT_VECTOR_SIZE_ARCH
26 #define AT_VECTOR_SIZE_ARCH 0
27 #endif
28 #define AT_VECTOR_SIZE (2*(AT_VECTOR_SIZE_ARCH + AT_VECTOR_SIZE_BASE + 1))
29
30 #define INIT_PASID      0
31
32 struct address_space;
33 struct mem_cgroup;
34
35 /*
36  * Each physical page in the system has a struct page associated with
37  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
38  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
39  * a page, though if it is a pagecache page, rmap structures can tell us
40  * who is mapping it.
41  *
42  * If you allocate the page using alloc_pages(), you can use some of the
43  * space in struct page for your own purposes.  The five words in the main
44  * union are available, except for bit 0 of the first word which must be
45  * kept clear.  Many users use this word to store a pointer to an object
46  * which is guaranteed to be aligned.  If you use the same storage as
47  * page->mapping, you must restore it to NULL before freeing the page.
48  *
49  * The mapcount field must not be used for own purposes.
50  *
51  * If you want to use the refcount field, it must be used in such a way
52  * that other CPUs temporarily incrementing and then decrementing the
53  * refcount does not cause problems.  On receiving the page from
54  * alloc_pages(), the refcount will be positive.
55  *
56  * If you allocate pages of order > 0, you can use some of the fields
57  * in each subpage, but you may need to restore some of their values
58  * afterwards.
59  *
60  * SLUB uses cmpxchg_double() to atomically update its freelist and counters.
61  * That requires that freelist & counters in struct slab be adjacent and
62  * double-word aligned. Because struct slab currently just reinterprets the
63  * bits of struct page, we align all struct pages to double-word boundaries,
64  * and ensure that 'freelist' is aligned within struct slab.
65  */
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
67 #define _struct_page_alignment  __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
68 #else
69 #define _struct_page_alignment  __aligned(sizeof(unsigned long))
70 #endif
71
72 struct page {
73         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
74                                          * updated asynchronously */
75         /*
76          * Five words (20/40 bytes) are available in this union.
77          * WARNING: bit 0 of the first word is used for PageTail(). That
78          * means the other users of this union MUST NOT use the bit to
79          * avoid collision and false-positive PageTail().
80          */
81         union {
82                 struct {        /* Page cache and anonymous pages */
83                         /**
84                          * @lru: Pageout list, eg. active_list protected by
85                          * lruvec->lru_lock.  Sometimes used as a generic list
86                          * by the page owner.
87                          */
88                         union {
89                                 struct list_head lru;
90
91                                 /* Or, for the Unevictable "LRU list" slot */
92                                 struct {
93                                         /* Always even, to negate PageTail */
94                                         void *__filler;
95                                         /* Count page's or folio's mlocks */
96                                         unsigned int mlock_count;
97                                 };
98
99                                 /* Or, free page */
100                                 struct list_head buddy_list;
101                                 struct list_head pcp_list;
102                         };
103                         /* See page-flags.h for PAGE_MAPPING_FLAGS */
104                         struct address_space *mapping;
105                         union {
106                                 pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
107                                 unsigned long share;    /* share count for fsdax */
108                         };
109                         /**
110                          * @private: Mapping-private opaque data.
111                          * Usually used for buffer_heads if PagePrivate.
112                          * Used for swp_entry_t if PageSwapCache.
113                          * Indicates order in the buddy system if PageBuddy.
114                          */
115                         unsigned long private;
116                 };
117                 struct {        /* page_pool used by netstack */
118                         /**
119                          * @pp_magic: magic value to avoid recycling non
120                          * page_pool allocated pages.
121                          */
122                         unsigned long pp_magic;
123                         struct page_pool *pp;
124                         unsigned long _pp_mapping_pad;
125                         unsigned long dma_addr;
126                         atomic_long_t pp_ref_count;
127                 };
128                 struct {        /* Tail pages of compound page */
129                         unsigned long compound_head;    /* Bit zero is set */
130                 };
131                 struct {        /* ZONE_DEVICE pages */
132                         /** @pgmap: Points to the hosting device page map. */
133                         struct dev_pagemap *pgmap;
134                         void *zone_device_data;
135                         /*
136                          * ZONE_DEVICE private pages are counted as being
137                          * mapped so the next 3 words hold the mapping, index,
138                          * and private fields from the source anonymous or
139                          * page cache page while the page is migrated to device
140                          * private memory.
141                          * ZONE_DEVICE MEMORY_DEVICE_FS_DAX pages also
142                          * use the mapping, index, and private fields when
143                          * pmem backed DAX files are mapped.
144                          */
145                 };
146
147                 /** @rcu_head: You can use this to free a page by RCU. */
148                 struct rcu_head rcu_head;
149         };
150
151         union {         /* This union is 4 bytes in size. */
152                 /*
153                  * For head pages of typed folios, the value stored here
154                  * allows for determining what this page is used for. The
155                  * tail pages of typed folios will not store a type
156                  * (page_type == _mapcount == -1).
157                  *
158                  * See page-flags.h for a list of page types which are currently
159                  * stored here.
160                  *
161                  * Owners of typed folios may reuse the lower 16 bit of the
162                  * head page page_type field after setting the page type,
163                  * but must reset these 16 bit to -1 before clearing the
164                  * page type.
165                  */
166                 unsigned int page_type;
167
168                 /*
169                  * For pages that are part of non-typed folios for which mappings
170                  * are tracked via the RMAP, encodes the number of times this page
171                  * is directly referenced by a page table.
172                  *
173                  * Note that the mapcount is always initialized to -1, so that
174                  * transitions both from it and to it can be tracked, using
175                  * atomic_inc_and_test() and atomic_add_negative(-1).
176                  */
177                 atomic_t _mapcount;
178         };
179
180         /* Usage count. *DO NOT USE DIRECTLY*. See page_ref.h */
181         atomic_t _refcount;
182
183 #ifdef CONFIG_MEMCG
184         unsigned long memcg_data;
185 #elif defined(CONFIG_SLAB_OBJ_EXT)
186         unsigned long _unused_slab_obj_exts;
187 #endif
188
189         /*
190          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
191          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
192          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
193          * dynamically, so we need a place to store that address.
194          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
195          *
196          * Architectures with slow multiplication can define
197          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
198          */
199 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
200         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
201                                            not kmapped, ie. highmem) */
202 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
203
204 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
205         int _last_cpupid;
206 #endif
207
208 #ifdef CONFIG_KMSAN
209         /*
210          * KMSAN metadata for this page:
211          *  - shadow page: every bit indicates whether the corresponding
212          *    bit of the original page is initialized (0) or not (1);
213          *  - origin page: every 4 bytes contain an id of the stack trace
214          *    where the uninitialized value was created.
215          */
216         struct page *kmsan_shadow;
217         struct page *kmsan_origin;
218 #endif
219 } _struct_page_alignment;
220
221 /*
222  * struct encoded_page - a nonexistent type marking this pointer
223  *
224  * An 'encoded_page' pointer is a pointer to a regular 'struct page', but
225  * with the low bits of the pointer indicating extra context-dependent
226  * information. Only used in mmu_gather handling, and this acts as a type
227  * system check on that use.
228  *
229  * We only really have two guaranteed bits in general, although you could
230  * play with 'struct page' alignment (see CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
231  * for more.
232  *
233  * Use the supplied helper functions to endcode/decode the pointer and bits.
234  */
235 struct encoded_page;
236
237 #define ENCODED_PAGE_BITS                       3ul
238
239 /* Perform rmap removal after we have flushed the TLB. */
240 #define ENCODED_PAGE_BIT_DELAY_RMAP             1ul
241
242 /*
243  * The next item in an encoded_page array is the "nr_pages" argument, specifying
244  * the number of consecutive pages starting from this page, that all belong to
245  * the same folio. For example, "nr_pages" corresponds to the number of folio
246  * references that must be dropped. If this bit is not set, "nr_pages" is
247  * implicitly 1.
248  */
249 #define ENCODED_PAGE_BIT_NR_PAGES_NEXT          2ul
250
251 static __always_inline struct encoded_page *encode_page(struct page *page, unsigned long flags)
252 {
253         BUILD_BUG_ON(flags > ENCODED_PAGE_BITS);
254         return (struct encoded_page *)(flags | (unsigned long)page);
255 }
256
257 static inline unsigned long encoded_page_flags(struct encoded_page *page)
258 {
259         return ENCODED_PAGE_BITS & (unsigned long)page;
260 }
261
262 static inline struct page *encoded_page_ptr(struct encoded_page *page)
263 {
264         return (struct page *)(~ENCODED_PAGE_BITS & (unsigned long)page);
265 }
266
267 static __always_inline struct encoded_page *encode_nr_pages(unsigned long nr)
268 {
269         VM_WARN_ON_ONCE((nr << 2) >> 2 != nr);
270         return (struct encoded_page *)(nr << 2);
271 }
272
273 static __always_inline unsigned long encoded_nr_pages(struct encoded_page *page)
274 {
275         return ((unsigned long)page) >> 2;
276 }
277
278 /*
279  * A swap entry has to fit into a "unsigned long", as the entry is hidden
280  * in the "index" field of the swapper address space.
281  */
282 typedef struct {
283         unsigned long val;
284 } swp_entry_t;
285
286 /**
287  * struct folio - Represents a contiguous set of bytes.
288  * @flags: Identical to the page flags.
289  * @lru: Least Recently Used list; tracks how recently this folio was used.
290  * @mlock_count: Number of times this folio has been pinned by mlock().
291  * @mapping: The file this page belongs to, or refers to the anon_vma for
292  *    anonymous memory.
293  * @index: Offset within the file, in units of pages.  For anonymous memory,
294  *    this is the index from the beginning of the mmap.
295  * @private: Filesystem per-folio data (see folio_attach_private()).
296  * @swap: Used for swp_entry_t if folio_test_swapcache().
297  * @_mapcount: Do not access this member directly.  Use folio_mapcount() to
298  *    find out how many times this folio is mapped by userspace.
299  * @_refcount: Do not access this member directly.  Use folio_ref_count()
300  *    to find how many references there are to this folio.
301  * @memcg_data: Memory Control Group data.
302  * @virtual: Virtual address in the kernel direct map.
303  * @_last_cpupid: IDs of last CPU and last process that accessed the folio.
304  * @_entire_mapcount: Do not use directly, call folio_entire_mapcount().
305  * @_large_mapcount: Do not use directly, call folio_mapcount().
306  * @_nr_pages_mapped: Do not use outside of rmap and debug code.
307  * @_pincount: Do not use directly, call folio_maybe_dma_pinned().
308  * @_folio_nr_pages: Do not use directly, call folio_nr_pages().
309  * @_hugetlb_subpool: Do not use directly, use accessor in hugetlb.h.
310  * @_hugetlb_cgroup: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
311  * @_hugetlb_cgroup_rsvd: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
312  * @_hugetlb_hwpoison: Do not use directly, call raw_hwp_list_head().
313  * @_deferred_list: Folios to be split under memory pressure.
314  * @_unused_slab_obj_exts: Placeholder to match obj_exts in struct slab.
315  *
316  * A folio is a physically, virtually and logically contiguous set
317  * of bytes.  It is a power-of-two in size, and it is aligned to that
318  * same power-of-two.  It is at least as large as %PAGE_SIZE.  If it is
319  * in the page cache, it is at a file offset which is a multiple of that
320  * power-of-two.  It may be mapped into userspace at an address which is
321  * at an arbitrary page offset, but its kernel virtual address is aligned
322  * to its size.
323  */
324 struct folio {
325         /* private: don't document the anon union */
326         union {
327                 struct {
328         /* public: */
329                         unsigned long flags;
330                         union {
331                                 struct list_head lru;
332         /* private: avoid cluttering the output */
333                                 struct {
334                                         void *__filler;
335         /* public: */
336                                         unsigned int mlock_count;
337         /* private: */
338                                 };
339         /* public: */
340                         };
341                         struct address_space *mapping;
342                         pgoff_t index;
343                         union {
344                                 void *private;
345                                 swp_entry_t swap;
346                         };
347                         atomic_t _mapcount;
348                         atomic_t _refcount;
349 #ifdef CONFIG_MEMCG
350                         unsigned long memcg_data;
351 #elif defined(CONFIG_SLAB_OBJ_EXT)
352                         unsigned long _unused_slab_obj_exts;
353 #endif
354 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
355                         void *virtual;
356 #endif
357 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
358                         int _last_cpupid;
359 #endif
360         /* private: the union with struct page is transitional */
361                 };
362                 struct page page;
363         };
364         union {
365                 struct {
366                         unsigned long _flags_1;
367                         unsigned long _head_1;
368         /* public: */
369                         atomic_t _large_mapcount;
370                         atomic_t _entire_mapcount;
371                         atomic_t _nr_pages_mapped;
372                         atomic_t _pincount;
373 #ifdef CONFIG_64BIT
374                         unsigned int _folio_nr_pages;
375 #endif
376         /* private: the union with struct page is transitional */
377                 };
378                 struct page __page_1;
379         };
380         union {
381                 struct {
382                         unsigned long _flags_2;
383                         unsigned long _head_2;
384         /* public: */
385                         void *_hugetlb_subpool;
386                         void *_hugetlb_cgroup;
387                         void *_hugetlb_cgroup_rsvd;
388                         void *_hugetlb_hwpoison;
389         /* private: the union with struct page is transitional */
390                 };
391                 struct {
392                         unsigned long _flags_2a;
393                         unsigned long _head_2a;
394         /* public: */
395                         struct list_head _deferred_list;
396         /* private: the union with struct page is transitional */
397                 };
398                 struct page __page_2;
399         };
400 };
401
402 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
403         static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct folio, fl))
404 FOLIO_MATCH(flags, flags);
405 FOLIO_MATCH(lru, lru);
406 FOLIO_MATCH(mapping, mapping);
407 FOLIO_MATCH(compound_head, lru);
408 FOLIO_MATCH(index, index);
409 FOLIO_MATCH(private, private);
410 FOLIO_MATCH(_mapcount, _mapcount);
411 FOLIO_MATCH(_refcount, _refcount);
412 #ifdef CONFIG_MEMCG
413 FOLIO_MATCH(memcg_data, memcg_data);
414 #endif
415 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
416 FOLIO_MATCH(virtual, virtual);
417 #endif
418 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
419 FOLIO_MATCH(_last_cpupid, _last_cpupid);
420 #endif
421 #undef FOLIO_MATCH
422 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
423         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
424                         offsetof(struct page, pg) + sizeof(struct page))
425 FOLIO_MATCH(flags, _flags_1);
426 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_1);
427 #undef FOLIO_MATCH
428 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
429         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
430                         offsetof(struct page, pg) + 2 * sizeof(struct page))
431 FOLIO_MATCH(flags, _flags_2);
432 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_2);
433 FOLIO_MATCH(flags, _flags_2a);
434 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_2a);
435 #undef FOLIO_MATCH
436
437 /**
438  * struct ptdesc -    Memory descriptor for page tables.
439  * @__page_flags:     Same as page flags. Powerpc only.
440  * @pt_rcu_head:      For freeing page table pages.
441  * @pt_list:          List of used page tables. Used for s390 and x86.
442  * @_pt_pad_1:        Padding that aliases with page's compound head.
443  * @pmd_huge_pte:     Protected by ptdesc->ptl, used for THPs.
444  * @__page_mapping:   Aliases with page->mapping. Unused for page tables.
445  * @pt_index:         Used for s390 gmap.
446  * @pt_mm:            Used for x86 pgds.
447  * @pt_frag_refcount: For fragmented page table tracking. Powerpc only.
448  * @_pt_pad_2:        Padding to ensure proper alignment.
449  * @ptl:              Lock for the page table.
450  * @__page_type:      Same as page->page_type. Unused for page tables.
451  * @__page_refcount:  Same as page refcount.
452  * @pt_memcg_data:    Memcg data. Tracked for page tables here.
453  *
454  * This struct overlays struct page for now. Do not modify without a good
455  * understanding of the issues.
456  */
457 struct ptdesc {
458         unsigned long __page_flags;
459
460         union {
461                 struct rcu_head pt_rcu_head;
462                 struct list_head pt_list;
463                 struct {
464                         unsigned long _pt_pad_1;
465                         pgtable_t pmd_huge_pte;
466                 };
467         };
468         unsigned long __page_mapping;
469
470         union {
471                 pgoff_t pt_index;
472                 struct mm_struct *pt_mm;
473                 atomic_t pt_frag_refcount;
474         };
475
476         union {
477                 unsigned long _pt_pad_2;
478 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
479                 spinlock_t *ptl;
480 #else
481                 spinlock_t ptl;
482 #endif
483         };
484         unsigned int __page_type;
485         atomic_t __page_refcount;
486 #ifdef CONFIG_MEMCG
487         unsigned long pt_memcg_data;
488 #endif
489 };
490
491 #define TABLE_MATCH(pg, pt)                                             \
492         static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct ptdesc, pt))
493 TABLE_MATCH(flags, __page_flags);
494 TABLE_MATCH(compound_head, pt_list);
495 TABLE_MATCH(compound_head, _pt_pad_1);
496 TABLE_MATCH(mapping, __page_mapping);
497 TABLE_MATCH(index, pt_index);
498 TABLE_MATCH(rcu_head, pt_rcu_head);
499 TABLE_MATCH(page_type, __page_type);
500 TABLE_MATCH(_refcount, __page_refcount);
501 #ifdef CONFIG_MEMCG
502 TABLE_MATCH(memcg_data, pt_memcg_data);
503 #endif
504 #undef TABLE_MATCH
505 static_assert(sizeof(struct ptdesc) <= sizeof(struct page));
506
507 #define ptdesc_page(pt)                 (_Generic((pt),                 \
508         const struct ptdesc *:          (const struct page *)(pt),      \
509         struct ptdesc *:                (struct page *)(pt)))
510
511 #define ptdesc_folio(pt)                (_Generic((pt),                 \
512         const struct ptdesc *:          (const struct folio *)(pt),     \
513         struct ptdesc *:                (struct folio *)(pt)))
514
515 #define page_ptdesc(p)                  (_Generic((p),                  \
516         const struct page *:            (const struct ptdesc *)(p),     \
517         struct page *:                  (struct ptdesc *)(p)))
518
519 /*
520  * Used for sizing the vmemmap region on some architectures
521  */
522 #define STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT   (order_base_2(sizeof(struct page)))
523
524 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE        __ALIGN_MASK(32768, ~PAGE_MASK)
525 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER       get_order(PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
526
527 /*
528  * page_private can be used on tail pages.  However, PagePrivate is only
529  * checked by the VM on the head page.  So page_private on the tail pages
530  * should be used for data that's ancillary to the head page (eg attaching
531  * buffer heads to tail pages after attaching buffer heads to the head page)
532  */
533 #define page_private(page)              ((page)->private)
534
535 static inline void set_page_private(struct page *page, unsigned long private)
536 {
537         page->private = private;
538 }
539
540 static inline void *folio_get_private(struct folio *folio)
541 {
542         return folio->private;
543 }
544
545 struct page_frag_cache {
546         void * va;
547 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
548         __u16 offset;
549         __u16 size;
550 #else
551         __u32 offset;
552 #endif
553         /* we maintain a pagecount bias, so that we dont dirty cache line
554          * containing page->_refcount every time we allocate a fragment.
555          */
556         unsigned int            pagecnt_bias;
557         bool pfmemalloc;
558 };
559
560 typedef unsigned long vm_flags_t;
561
562 /*
563  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
564  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
565  * map parts of them.
566  */
567 struct vm_region {
568         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
569         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
570         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
571         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
572         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
573         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
574         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
575
576         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
577         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
578                                                 * this region */
579 };
580
581 #ifdef CONFIG_USERFAULTFD
582 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) { NULL, })
583 struct vm_userfaultfd_ctx {
584         struct userfaultfd_ctx *ctx;
585 };
586 #else /* CONFIG_USERFAULTFD */
587 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) {})
588 struct vm_userfaultfd_ctx {};
589 #endif /* CONFIG_USERFAULTFD */
590
591 struct anon_vma_name {
592         struct kref kref;
593         /* The name needs to be at the end because it is dynamically sized. */
594         char name[];
595 };
596
597 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
598 /*
599  * mmap_lock should be read-locked when calling anon_vma_name(). Caller should
600  * either keep holding the lock while using the returned pointer or it should
601  * raise anon_vma_name refcount before releasing the lock.
602  */
603 struct anon_vma_name *anon_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
604 struct anon_vma_name *anon_vma_name_alloc(const char *name);
605 void anon_vma_name_free(struct kref *kref);
606 #else /* CONFIG_ANON_VMA_NAME */
607 static inline struct anon_vma_name *anon_vma_name(struct vm_area_struct *vma)
608 {
609         return NULL;
610 }
611
612 static inline struct anon_vma_name *anon_vma_name_alloc(const char *name)
613 {
614         return NULL;
615 }
616 #endif
617
618 struct vma_lock {
619         struct rw_semaphore lock;
620 };
621
622 struct vma_numab_state {
623         /*
624          * Initialised as time in 'jiffies' after which VMA
625          * should be scanned.  Delays first scan of new VMA by at
626          * least sysctl_numa_balancing_scan_delay:
627          */
628         unsigned long next_scan;
629
630         /*
631          * Time in jiffies when pids_active[] is reset to
632          * detect phase change behaviour:
633          */
634         unsigned long pids_active_reset;
635
636         /*
637          * Approximate tracking of PIDs that trapped a NUMA hinting
638          * fault. May produce false positives due to hash collisions.
639          *
640          *   [0] Previous PID tracking
641          *   [1] Current PID tracking
642          *
643          * Window moves after next_pid_reset has expired approximately
644          * every VMA_PID_RESET_PERIOD jiffies:
645          */
646         unsigned long pids_active[2];
647
648         /* MM scan sequence ID when scan first started after VMA creation */
649         int start_scan_seq;
650
651         /*
652          * MM scan sequence ID when the VMA was last completely scanned.
653          * A VMA is not eligible for scanning if prev_scan_seq == numa_scan_seq
654          */
655         int prev_scan_seq;
656 };
657
658 /*
659  * This struct describes a virtual memory area. There is one of these
660  * per VM-area/task. A VM area is any part of the process virtual memory
661  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
662  * library, the executable area etc).
663  *
664  * Only explicitly marked struct members may be accessed by RCU readers before
665  * getting a stable reference.
666  */
667 struct vm_area_struct {
668         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
669
670         union {
671                 struct {
672                         /* VMA covers [vm_start; vm_end) addresses within mm */
673                         unsigned long vm_start;
674                         unsigned long vm_end;
675                 };
676 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
677                 struct rcu_head vm_rcu; /* Used for deferred freeing. */
678 #endif
679         };
680
681         /*
682          * The address space we belong to.
683          * Unstable RCU readers are allowed to read this.
684          */
685         struct mm_struct *vm_mm;
686         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
687
688         /*
689          * Flags, see mm.h.
690          * To modify use vm_flags_{init|reset|set|clear|mod} functions.
691          */
692         union {
693                 const vm_flags_t vm_flags;
694                 vm_flags_t __private __vm_flags;
695         };
696
697 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
698         /*
699          * Flag to indicate areas detached from the mm->mm_mt tree.
700          * Unstable RCU readers are allowed to read this.
701          */
702         bool detached;
703
704         /*
705          * Can only be written (using WRITE_ONCE()) while holding both:
706          *  - mmap_lock (in write mode)
707          *  - vm_lock->lock (in write mode)
708          * Can be read reliably while holding one of:
709          *  - mmap_lock (in read or write mode)
710          *  - vm_lock->lock (in read or write mode)
711          * Can be read unreliably (using READ_ONCE()) for pessimistic bailout
712          * while holding nothing (except RCU to keep the VMA struct allocated).
713          *
714          * This sequence counter is explicitly allowed to overflow; sequence
715          * counter reuse can only lead to occasional unnecessary use of the
716          * slowpath.
717          */
718         int vm_lock_seq;
719         /* Unstable RCU readers are allowed to read this. */
720         struct vma_lock *vm_lock;
721 #endif
722
723         /*
724          * For areas with an address space and backing store,
725          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree.
726          *
727          */
728         struct {
729                 struct rb_node rb;
730                 unsigned long rb_subtree_last;
731         } shared;
732
733         /*
734          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
735          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
736          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
737          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
738          */
739         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_lock &
740                                           * page_table_lock */
741         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
742
743         /* Function pointers to deal with this struct. */
744         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
745
746         /* Information about our backing store: */
747         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
748                                            units */
749         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
750         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
751
752 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
753         /*
754          * For private and shared anonymous mappings, a pointer to a null
755          * terminated string containing the name given to the vma, or NULL if
756          * unnamed. Serialized by mmap_lock. Use anon_vma_name to access.
757          */
758         struct anon_vma_name *anon_name;
759 #endif
760 #ifdef CONFIG_SWAP
761         atomic_long_t swap_readahead_info;
762 #endif
763 #ifndef CONFIG_MMU
764         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
765 #endif
766 #ifdef CONFIG_NUMA
767         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
768 #endif
769 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
770         struct vma_numab_state *numab_state;    /* NUMA Balancing state */
771 #endif
772         struct vm_userfaultfd_ctx vm_userfaultfd_ctx;
773 } __randomize_layout;
774
775 #ifdef CONFIG_NUMA
776 #define vma_policy(vma) ((vma)->vm_policy)
777 #else
778 #define vma_policy(vma) NULL
779 #endif
780
781 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
782 struct mm_cid {
783         u64 time;
784         int cid;
785 };
786 #endif
787
788 struct kioctx_table;
789 struct iommu_mm_data;
790 struct mm_struct {
791         struct {
792                 /*
793                  * Fields which are often written to are placed in a separate
794                  * cache line.
795                  */
796                 struct {
797                         /**
798                          * @mm_count: The number of references to &struct
799                          * mm_struct (@mm_users count as 1).
800                          *
801                          * Use mmgrab()/mmdrop() to modify. When this drops to
802                          * 0, the &struct mm_struct is freed.
803                          */
804                         atomic_t mm_count;
805                 } ____cacheline_aligned_in_smp;
806
807                 struct maple_tree mm_mt;
808
809                 unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */
810                 unsigned long mmap_legacy_base; /* base of mmap area in bottom-up allocations */
811 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_COMPAT_MMAP_BASES
812                 /* Base addresses for compatible mmap() */
813                 unsigned long mmap_compat_base;
814                 unsigned long mmap_compat_legacy_base;
815 #endif
816                 unsigned long task_size;        /* size of task vm space */
817                 pgd_t * pgd;
818
819 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
820                 /**
821                  * @membarrier_state: Flags controlling membarrier behavior.
822                  *
823                  * This field is close to @pgd to hopefully fit in the same
824                  * cache-line, which needs to be touched by switch_mm().
825                  */
826                 atomic_t membarrier_state;
827 #endif
828
829                 /**
830                  * @mm_users: The number of users including userspace.
831                  *
832                  * Use mmget()/mmget_not_zero()/mmput() to modify. When this
833                  * drops to 0 (i.e. when the task exits and there are no other
834                  * temporary reference holders), we also release a reference on
835                  * @mm_count (which may then free the &struct mm_struct if
836                  * @mm_count also drops to 0).
837                  */
838                 atomic_t mm_users;
839
840 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
841                 /**
842                  * @pcpu_cid: Per-cpu current cid.
843                  *
844                  * Keep track of the currently allocated mm_cid for each cpu.
845                  * The per-cpu mm_cid values are serialized by their respective
846                  * runqueue locks.
847                  */
848                 struct mm_cid __percpu *pcpu_cid;
849                 /*
850                  * @mm_cid_next_scan: Next mm_cid scan (in jiffies).
851                  *
852                  * When the next mm_cid scan is due (in jiffies).
853                  */
854                 unsigned long mm_cid_next_scan;
855 #endif
856 #ifdef CONFIG_MMU
857                 atomic_long_t pgtables_bytes;   /* size of all page tables */
858 #endif
859                 int map_count;                  /* number of VMAs */
860
861                 spinlock_t page_table_lock; /* Protects page tables and some
862                                              * counters
863                                              */
864                 /*
865                  * With some kernel config, the current mmap_lock's offset
866                  * inside 'mm_struct' is at 0x120, which is very optimal, as
867                  * its two hot fields 'count' and 'owner' sit in 2 different
868                  * cachelines,  and when mmap_lock is highly contended, both
869                  * of the 2 fields will be accessed frequently, current layout
870                  * will help to reduce cache bouncing.
871                  *
872                  * So please be careful with adding new fields before
873                  * mmap_lock, which can easily push the 2 fields into one
874                  * cacheline.
875                  */
876                 struct rw_semaphore mmap_lock;
877
878                 struct list_head mmlist; /* List of maybe swapped mm's. These
879                                           * are globally strung together off
880                                           * init_mm.mmlist, and are protected
881                                           * by mmlist_lock
882                                           */
883 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
884                 /*
885                  * This field has lock-like semantics, meaning it is sometimes
886                  * accessed with ACQUIRE/RELEASE semantics.
887                  * Roughly speaking, incrementing the sequence number is
888                  * equivalent to releasing locks on VMAs; reading the sequence
889                  * number can be part of taking a read lock on a VMA.
890                  *
891                  * Can be modified under write mmap_lock using RELEASE
892                  * semantics.
893                  * Can be read with no other protection when holding write
894                  * mmap_lock.
895                  * Can be read with ACQUIRE semantics if not holding write
896                  * mmap_lock.
897                  */
898                 int mm_lock_seq;
899 #endif
900
901
902                 unsigned long hiwater_rss; /* High-watermark of RSS usage */
903                 unsigned long hiwater_vm;  /* High-water virtual memory usage */
904
905                 unsigned long total_vm;    /* Total pages mapped */
906                 unsigned long locked_vm;   /* Pages that have PG_mlocked set */
907                 atomic64_t    pinned_vm;   /* Refcount permanently increased */
908                 unsigned long data_vm;     /* VM_WRITE & ~VM_SHARED & ~VM_STACK */
909                 unsigned long exec_vm;     /* VM_EXEC & ~VM_WRITE & ~VM_STACK */
910                 unsigned long stack_vm;    /* VM_STACK */
911                 unsigned long def_flags;
912
913                 /**
914                  * @write_protect_seq: Locked when any thread is write
915                  * protecting pages mapped by this mm to enforce a later COW,
916                  * for instance during page table copying for fork().
917                  */
918                 seqcount_t write_protect_seq;
919
920                 spinlock_t arg_lock; /* protect the below fields */
921
922                 unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
923                 unsigned long start_brk, brk, start_stack;
924                 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
925
926                 unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
927
928                 struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS];
929
930                 struct linux_binfmt *binfmt;
931
932                 /* Architecture-specific MM context */
933                 mm_context_t context;
934
935                 unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access */
936
937 #ifdef CONFIG_AIO
938                 spinlock_t                      ioctx_lock;
939                 struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
940 #endif
941 #ifdef CONFIG_MEMCG
942                 /*
943                  * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
944                  * user/owner of this mm. All of the following must be true in
945                  * order for it to be changed:
946                  *
947                  * current == mm->owner
948                  * current->mm != mm
949                  * new_owner->mm == mm
950                  * new_owner->alloc_lock is held
951                  */
952                 struct task_struct __rcu *owner;
953 #endif
954                 struct user_namespace *user_ns;
955
956                 /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
957                 struct file __rcu *exe_file;
958 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
959                 struct mmu_notifier_subscriptions *notifier_subscriptions;
960 #endif
961 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !defined(CONFIG_SPLIT_PMD_PTLOCKS)
962                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
963 #endif
964 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
965                 /*
966                  * numa_next_scan is the next time that PTEs will be remapped
967                  * PROT_NONE to trigger NUMA hinting faults; such faults gather
968                  * statistics and migrate pages to new nodes if necessary.
969                  */
970                 unsigned long numa_next_scan;
971
972                 /* Restart point for scanning and remapping PTEs. */
973                 unsigned long numa_scan_offset;
974
975                 /* numa_scan_seq prevents two threads remapping PTEs. */
976                 int numa_scan_seq;
977 #endif
978                 /*
979                  * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything
980                  * that can move process memory needs to flush the TLB when
981                  * moving a PROT_NONE mapped page.
982                  */
983                 atomic_t tlb_flush_pending;
984 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
985                 /* See flush_tlb_batched_pending() */
986                 atomic_t tlb_flush_batched;
987 #endif
988                 struct uprobes_state uprobes_state;
989 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
990                 struct rcu_head delayed_drop;
991 #endif
992 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
993                 atomic_long_t hugetlb_usage;
994 #endif
995                 struct work_struct async_put_work;
996
997 #ifdef CONFIG_IOMMU_MM_DATA
998                 struct iommu_mm_data *iommu_mm;
999 #endif
1000 #ifdef CONFIG_KSM
1001                 /*
1002                  * Represent how many pages of this process are involved in KSM
1003                  * merging (not including ksm_zero_pages).
1004                  */
1005                 unsigned long ksm_merging_pages;
1006                 /*
1007                  * Represent how many pages are checked for ksm merging
1008                  * including merged and not merged.
1009                  */
1010                 unsigned long ksm_rmap_items;
1011                 /*
1012                  * Represent how many empty pages are merged with kernel zero
1013                  * pages when enabling KSM use_zero_pages.
1014                  */
1015                 atomic_long_t ksm_zero_pages;
1016 #endif /* CONFIG_KSM */
1017 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU
1018                 struct {
1019                         /* this mm_struct is on lru_gen_mm_list */
1020                         struct list_head list;
1021                         /*
1022                          * Set when switching to this mm_struct, as a hint of
1023                          * whether it has been used since the last time per-node
1024                          * page table walkers cleared the corresponding bits.
1025                          */
1026                         unsigned long bitmap;
1027 #ifdef CONFIG_MEMCG
1028                         /* points to the memcg of "owner" above */
1029                         struct mem_cgroup *memcg;
1030 #endif
1031                 } lru_gen;
1032 #endif /* CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
1033         } __randomize_layout;
1034
1035         /*
1036          * The mm_cpumask needs to be at the end of mm_struct, because it
1037          * is dynamically sized based on nr_cpu_ids.
1038          */
1039         unsigned long cpu_bitmap[];
1040 };
1041
1042 #define MM_MT_FLAGS     (MT_FLAGS_ALLOC_RANGE | MT_FLAGS_LOCK_EXTERN | \
1043                          MT_FLAGS_USE_RCU)
1044 extern struct mm_struct init_mm;
1045
1046 /* Pointer magic because the dynamic array size confuses some compilers. */
1047 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
1048 {
1049         unsigned long cpu_bitmap = (unsigned long)mm;
1050
1051         cpu_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
1052         cpumask_clear((struct cpumask *)cpu_bitmap);
1053 }
1054
1055 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
1056 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
1057 {
1058         return (struct cpumask *)&mm->cpu_bitmap;
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
1062
1063 struct lru_gen_mm_list {
1064         /* mm_struct list for page table walkers */
1065         struct list_head fifo;
1066         /* protects the list above */
1067         spinlock_t lock;
1068 };
1069
1070 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
1071
1072 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU
1073
1074 void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm);
1075 void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm);
1076 void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm);
1077
1078 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
1079 {
1080         INIT_LIST_HEAD(&mm->lru_gen.list);
1081         mm->lru_gen.bitmap = 0;
1082 #ifdef CONFIG_MEMCG
1083         mm->lru_gen.memcg = NULL;
1084 #endif
1085 }
1086
1087 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
1088 {
1089         /*
1090          * When the bitmap is set, page reclaim knows this mm_struct has been
1091          * used since the last time it cleared the bitmap. So it might be worth
1092          * walking the page tables of this mm_struct to clear the accessed bit.
1093          */
1094         WRITE_ONCE(mm->lru_gen.bitmap, -1);
1095 }
1096
1097 #else /* !CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
1098
1099 static inline void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm)
1100 {
1101 }
1102
1103 static inline void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm)
1104 {
1105 }
1106
1107 static inline void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm)
1108 {
1109 }
1110
1111 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
1112 {
1113 }
1114
1115 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
1116 {
1117 }
1118
1119 #endif /* CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
1120
1121 struct vma_iterator {
1122         struct ma_state mas;
1123 };
1124
1125 #define VMA_ITERATOR(name, __mm, __addr)                                \
1126         struct vma_iterator name = {                                    \
1127                 .mas = {                                                \
1128                         .tree = &(__mm)->mm_mt,                         \
1129                         .index = __addr,                                \
1130                         .node = NULL,                                   \
1131                         .status = ma_start,                             \
1132                 },                                                      \
1133         }
1134
1135 static inline void vma_iter_init(struct vma_iterator *vmi,
1136                 struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
1137 {
1138         mas_init(&vmi->mas, &mm->mm_mt, addr);
1139 }
1140
1141 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
1142
1143 enum mm_cid_state {
1144         MM_CID_UNSET = -1U,             /* Unset state has lazy_put flag set. */
1145         MM_CID_LAZY_PUT = (1U << 31),
1146 };
1147
1148 static inline bool mm_cid_is_unset(int cid)
1149 {
1150         return cid == MM_CID_UNSET;
1151 }
1152
1153 static inline bool mm_cid_is_lazy_put(int cid)
1154 {
1155         return !mm_cid_is_unset(cid) && (cid & MM_CID_LAZY_PUT);
1156 }
1157
1158 static inline bool mm_cid_is_valid(int cid)
1159 {
1160         return !(cid & MM_CID_LAZY_PUT);
1161 }
1162
1163 static inline int mm_cid_set_lazy_put(int cid)
1164 {
1165         return cid | MM_CID_LAZY_PUT;
1166 }
1167
1168 static inline int mm_cid_clear_lazy_put(int cid)
1169 {
1170         return cid & ~MM_CID_LAZY_PUT;
1171 }
1172
1173 /* Accessor for struct mm_struct's cidmask. */
1174 static inline cpumask_t *mm_cidmask(struct mm_struct *mm)
1175 {
1176         unsigned long cid_bitmap = (unsigned long)mm;
1177
1178         cid_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
1179         /* Skip cpu_bitmap */
1180         cid_bitmap += cpumask_size();
1181         return (struct cpumask *)cid_bitmap;
1182 }
1183
1184 static inline void mm_init_cid(struct mm_struct *mm)
1185 {
1186         int i;
1187
1188         for_each_possible_cpu(i) {
1189                 struct mm_cid *pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, i);
1190
1191                 pcpu_cid->cid = MM_CID_UNSET;
1192                 pcpu_cid->time = 0;
1193         }
1194         cpumask_clear(mm_cidmask(mm));
1195 }
1196
1197 static inline int mm_alloc_cid_noprof(struct mm_struct *mm)
1198 {
1199         mm->pcpu_cid = alloc_percpu_noprof(struct mm_cid);
1200         if (!mm->pcpu_cid)
1201                 return -ENOMEM;
1202         mm_init_cid(mm);
1203         return 0;
1204 }
1205 #define mm_alloc_cid(...)       alloc_hooks(mm_alloc_cid_noprof(__VA_ARGS__))
1206
1207 static inline void mm_destroy_cid(struct mm_struct *mm)
1208 {
1209         free_percpu(mm->pcpu_cid);
1210         mm->pcpu_cid = NULL;
1211 }
1212
1213 static inline unsigned int mm_cid_size(void)
1214 {
1215         return cpumask_size();
1216 }
1217 #else /* CONFIG_SCHED_MM_CID */
1218 static inline void mm_init_cid(struct mm_struct *mm) { }
1219 static inline int mm_alloc_cid(struct mm_struct *mm) { return 0; }
1220 static inline void mm_destroy_cid(struct mm_struct *mm) { }
1221 static inline unsigned int mm_cid_size(void)
1222 {
1223         return 0;
1224 }
1225 #endif /* CONFIG_SCHED_MM_CID */
1226
1227 struct mmu_gather;
1228 extern void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
1229 extern void tlb_gather_mmu_fullmm(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
1230 extern void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb);
1231
1232 struct vm_fault;
1233
1234 /**
1235  * typedef vm_fault_t - Return type for page fault handlers.
1236  *
1237  * Page fault handlers return a bitmask of %VM_FAULT values.
1238  */
1239 typedef __bitwise unsigned int vm_fault_t;
1240
1241 /**
1242  * enum vm_fault_reason - Page fault handlers return a bitmask of
1243  * these values to tell the core VM what happened when handling the
1244  * fault. Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1245  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1246  *
1247  * @VM_FAULT_OOM:               Out Of Memory
1248  * @VM_FAULT_SIGBUS:            Bad access
1249  * @VM_FAULT_MAJOR:             Page read from storage
1250  * @VM_FAULT_HWPOISON:          Hit poisoned small page
1251  * @VM_FAULT_HWPOISON_LARGE:    Hit poisoned large page. Index encoded
1252  *                              in upper bits
1253  * @VM_FAULT_SIGSEGV:           segmentation fault
1254  * @VM_FAULT_NOPAGE:            ->fault installed the pte, not return page
1255  * @VM_FAULT_LOCKED:            ->fault locked the returned page
1256  * @VM_FAULT_RETRY:             ->fault blocked, must retry
1257  * @VM_FAULT_FALLBACK:          huge page fault failed, fall back to small
1258  * @VM_FAULT_DONE_COW:          ->fault has fully handled COW
1259  * @VM_FAULT_NEEDDSYNC:         ->fault did not modify page tables and needs
1260  *                              fsync() to complete (for synchronous page faults
1261  *                              in DAX)
1262  * @VM_FAULT_COMPLETED:         ->fault completed, meanwhile mmap lock released
1263  * @VM_FAULT_HINDEX_MASK:       mask HINDEX value
1264  *
1265  */
1266 enum vm_fault_reason {
1267         VM_FAULT_OOM            = (__force vm_fault_t)0x000001,
1268         VM_FAULT_SIGBUS         = (__force vm_fault_t)0x000002,
1269         VM_FAULT_MAJOR          = (__force vm_fault_t)0x000004,
1270         VM_FAULT_HWPOISON       = (__force vm_fault_t)0x000010,
1271         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE = (__force vm_fault_t)0x000020,
1272         VM_FAULT_SIGSEGV        = (__force vm_fault_t)0x000040,
1273         VM_FAULT_NOPAGE         = (__force vm_fault_t)0x000100,
1274         VM_FAULT_LOCKED         = (__force vm_fault_t)0x000200,
1275         VM_FAULT_RETRY          = (__force vm_fault_t)0x000400,
1276         VM_FAULT_FALLBACK       = (__force vm_fault_t)0x000800,
1277         VM_FAULT_DONE_COW       = (__force vm_fault_t)0x001000,
1278         VM_FAULT_NEEDDSYNC      = (__force vm_fault_t)0x002000,
1279         VM_FAULT_COMPLETED      = (__force vm_fault_t)0x004000,
1280         VM_FAULT_HINDEX_MASK    = (__force vm_fault_t)0x0f0000,
1281 };
1282
1283 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1284 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((__force vm_fault_t)((x) << 16))
1285 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((__force unsigned int)(x) >> 16) & 0xf)
1286
1287 #define VM_FAULT_ERROR (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS |        \
1288                         VM_FAULT_SIGSEGV | VM_FAULT_HWPOISON |  \
1289                         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_FALLBACK)
1290
1291 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1292         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" },        \
1293         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" },     \
1294         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" },      \
1295         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" },   \
1296         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" },     \
1297         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" },    \
1298         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" },     \
1299         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" },     \
1300         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" },      \
1301         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" },   \
1302         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" },   \
1303         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" },  \
1304         { VM_FAULT_COMPLETED,           "COMPLETED" }
1305
1306 struct vm_special_mapping {
1307         const char *name;       /* The name, e.g. "[vdso]". */
1308
1309         /*
1310          * If .fault is not provided, this points to a
1311          * NULL-terminated array of pages that back the special mapping.
1312          *
1313          * This must not be NULL unless .fault is provided.
1314          */
1315         struct page **pages;
1316
1317         /*
1318          * If non-NULL, then this is called to resolve page faults
1319          * on the special mapping.  If used, .pages is not checked.
1320          */
1321         vm_fault_t (*fault)(const struct vm_special_mapping *sm,
1322                                 struct vm_area_struct *vma,
1323                                 struct vm_fault *vmf);
1324
1325         int (*mremap)(const struct vm_special_mapping *sm,
1326                      struct vm_area_struct *new_vma);
1327
1328         void (*close)(const struct vm_special_mapping *sm,
1329                       struct vm_area_struct *vma);
1330 };
1331
1332 enum tlb_flush_reason {
1333         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
1334         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
1335         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
1336         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
1337         TLB_REMOTE_SEND_IPI,
1338         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
1339 };
1340
1341 /**
1342  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
1343  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
1344  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
1345  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
1346  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
1347  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
1348  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
1349  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
1350  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
1351  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
1352  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
1353  * @FAULT_FLAG_UNSHARE: The fault is an unsharing request to break COW in a
1354  *                      COW mapping, making sure that an exclusive anon page is
1355  *                      mapped after the fault.
1356  * @FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID: whether the fault has vmf->orig_pte cached.
1357  *                        We should only access orig_pte if this flag set.
1358  * @FAULT_FLAG_VMA_LOCK: The fault is handled under VMA lock.
1359  *
1360  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
1361  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
1362  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
1363  *
1364  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
1365  *                              this is the first try
1366  *
1367  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
1368  *                              we've already tried at least once
1369  *
1370  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
1371  *
1372  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
1373  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
1374  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
1375  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
1376  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
1377  * interrupted if necessary.
1378  *
1379  * The combination FAULT_FLAG_WRITE|FAULT_FLAG_UNSHARE is illegal.
1380  * FAULT_FLAG_UNSHARE is ignored and treated like an ordinary read fault when
1381  * applied to mappings that are not COW mappings.
1382  */
1383 enum fault_flag {
1384         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
1385         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
1386         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
1387         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
1388         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
1389         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
1390         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
1391         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
1392         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
1393         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
1394         FAULT_FLAG_UNSHARE =            1 << 10,
1395         FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID =     1 << 11,
1396         FAULT_FLAG_VMA_LOCK =           1 << 12,
1397 };
1398
1399 typedef unsigned int __bitwise zap_flags_t;
1400
1401 /* Flags for clear_young_dirty_ptes(). */
1402 typedef int __bitwise cydp_t;
1403
1404 /* Clear the access bit */
1405 #define CYDP_CLEAR_YOUNG                ((__force cydp_t)BIT(0))
1406
1407 /* Clear the dirty bit */
1408 #define CYDP_CLEAR_DIRTY                ((__force cydp_t)BIT(1))
1409
1410 /*
1411  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
1412  * other. Here is what they mean, and how to use them:
1413  *
1414  *
1415  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
1416  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
1417  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
1418  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
1419  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
1420  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
1421  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
1422  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
1423  *
1424  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
1425  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
1426  * FOLL_LONGTERM is specified.
1427  *
1428  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
1429  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
1430  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
1431  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
1432  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
1433  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
1434  * a call to unpin_user_page().
1435  *
1436  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
1437  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
1438  * its own acquire and release mechanisms:
1439  *
1440  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
1441  *
1442  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
1443  *
1444  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
1445  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
1446  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
1447  * callers, not on the pages.)
1448  *
1449  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
1450  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
1451  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
1452  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
1453  *
1454  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
1455  */
1456
1457 enum {
1458         /* check pte is writable */
1459         FOLL_WRITE = 1 << 0,
1460         /* do get_page on page */
1461         FOLL_GET = 1 << 1,
1462         /* give error on hole if it would be zero */
1463         FOLL_DUMP = 1 << 2,
1464         /* get_user_pages read/write w/o permission */
1465         FOLL_FORCE = 1 << 3,
1466         /*
1467          * if a disk transfer is needed, start the IO and return without waiting
1468          * upon it
1469          */
1470         FOLL_NOWAIT = 1 << 4,
1471         /* do not fault in pages */
1472         FOLL_NOFAULT = 1 << 5,
1473         /* check page is hwpoisoned */
1474         FOLL_HWPOISON = 1 << 6,
1475         /* don't do file mappings */
1476         FOLL_ANON = 1 << 7,
1477         /*
1478          * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite
1479          * time period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
1480          * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
1481          */
1482         FOLL_LONGTERM = 1 << 8,
1483         /* split huge pmd before returning */
1484         FOLL_SPLIT_PMD = 1 << 9,
1485         /* allow returning PCI P2PDMA pages */
1486         FOLL_PCI_P2PDMA = 1 << 10,
1487         /* allow interrupts from generic signals */
1488         FOLL_INTERRUPTIBLE = 1 << 11,
1489         /*
1490          * Always honor (trigger) NUMA hinting faults.
1491          *
1492          * FOLL_WRITE implicitly honors NUMA hinting faults because a
1493          * PROT_NONE-mapped page is not writable (exceptions with FOLL_FORCE
1494          * apply). get_user_pages_fast_only() always implicitly honors NUMA
1495          * hinting faults.
1496          */
1497         FOLL_HONOR_NUMA_FAULT = 1 << 12,
1498
1499         /* See also internal only FOLL flags in mm/internal.h */
1500 };
1501
1502 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */
This page took 0.148908 seconds and 4 git commands to generate.