]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/mm_types.h
Merge tag 'drm-msm-fixes-2023-01-16' into msm-fixes
[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  * If your page will not be mapped to userspace, you can also use the four
50  * bytes in the mapcount union, but you must call page_mapcount_reset()
51  * before freeing it.
52  *
53  * If you want to use the refcount field, it must be used in such a way
54  * that other CPUs temporarily incrementing and then decrementing the
55  * refcount does not cause problems.  On receiving the page from
56  * alloc_pages(), the refcount will be positive.
57  *
58  * If you allocate pages of order > 0, you can use some of the fields
59  * in each subpage, but you may need to restore some of their values
60  * afterwards.
61  *
62  * SLUB uses cmpxchg_double() to atomically update its freelist and counters.
63  * That requires that freelist & counters in struct slab be adjacent and
64  * double-word aligned. Because struct slab currently just reinterprets the
65  * bits of struct page, we align all struct pages to double-word boundaries,
66  * and ensure that 'freelist' is aligned within struct slab.
67  */
68 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
69 #define _struct_page_alignment  __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
70 #else
71 #define _struct_page_alignment  __aligned(sizeof(unsigned long))
72 #endif
73
74 struct page {
75         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
76                                          * updated asynchronously */
77         /*
78          * Five words (20/40 bytes) are available in this union.
79          * WARNING: bit 0 of the first word is used for PageTail(). That
80          * means the other users of this union MUST NOT use the bit to
81          * avoid collision and false-positive PageTail().
82          */
83         union {
84                 struct {        /* Page cache and anonymous pages */
85                         /**
86                          * @lru: Pageout list, eg. active_list protected by
87                          * lruvec->lru_lock.  Sometimes used as a generic list
88                          * by the page owner.
89                          */
90                         union {
91                                 struct list_head lru;
92
93                                 /* Or, for the Unevictable "LRU list" slot */
94                                 struct {
95                                         /* Always even, to negate PageTail */
96                                         void *__filler;
97                                         /* Count page's or folio's mlocks */
98                                         unsigned int mlock_count;
99                                 };
100
101                                 /* Or, free page */
102                                 struct list_head buddy_list;
103                                 struct list_head pcp_list;
104                         };
105                         /* See page-flags.h for PAGE_MAPPING_FLAGS */
106                         struct address_space *mapping;
107                         union {
108                                 pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
109                                 unsigned long share;    /* share count for fsdax */
110                         };
111                         /**
112                          * @private: Mapping-private opaque data.
113                          * Usually used for buffer_heads if PagePrivate.
114                          * Used for swp_entry_t if PageSwapCache.
115                          * Indicates order in the buddy system if PageBuddy.
116                          */
117                         unsigned long private;
118                 };
119                 struct {        /* page_pool used by netstack */
120                         /**
121                          * @pp_magic: magic value to avoid recycling non
122                          * page_pool allocated pages.
123                          */
124                         unsigned long pp_magic;
125                         struct page_pool *pp;
126                         unsigned long _pp_mapping_pad;
127                         unsigned long dma_addr;
128                         union {
129                                 /**
130                                  * dma_addr_upper: might require a 64-bit
131                                  * value on 32-bit architectures.
132                                  */
133                                 unsigned long dma_addr_upper;
134                                 /**
135                                  * For frag page support, not supported in
136                                  * 32-bit architectures with 64-bit DMA.
137                                  */
138                                 atomic_long_t pp_frag_count;
139                         };
140                 };
141                 struct {        /* Tail pages of compound page */
142                         unsigned long compound_head;    /* Bit zero is set */
143
144                         /* First tail page only */
145                         unsigned char compound_dtor;
146                         unsigned char compound_order;
147                         atomic_t compound_mapcount;
148                         atomic_t subpages_mapcount;
149                         atomic_t compound_pincount;
150 #ifdef CONFIG_64BIT
151                         unsigned int compound_nr; /* 1 << compound_order */
152 #endif
153                 };
154                 struct {        /* Second tail page of transparent huge page */
155                         unsigned long _compound_pad_1;  /* compound_head */
156                         unsigned long _compound_pad_2;
157                         /* For both global and memcg */
158                         struct list_head deferred_list;
159                 };
160                 struct {        /* Second tail page of hugetlb page */
161                         unsigned long _hugetlb_pad_1;   /* compound_head */
162                         void *hugetlb_subpool;
163                         void *hugetlb_cgroup;
164                         void *hugetlb_cgroup_rsvd;
165                         void *hugetlb_hwpoison;
166                         /* No more space on 32-bit: use third tail if more */
167                 };
168                 struct {        /* Page table pages */
169                         unsigned long _pt_pad_1;        /* compound_head */
170                         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page->ptl */
171                         unsigned long _pt_pad_2;        /* mapping */
172                         union {
173                                 struct mm_struct *pt_mm; /* x86 pgds only */
174                                 atomic_t pt_frag_refcount; /* powerpc */
175                         };
176 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
177                         spinlock_t *ptl;
178 #else
179                         spinlock_t ptl;
180 #endif
181                 };
182                 struct {        /* ZONE_DEVICE pages */
183                         /** @pgmap: Points to the hosting device page map. */
184                         struct dev_pagemap *pgmap;
185                         void *zone_device_data;
186                         /*
187                          * ZONE_DEVICE private pages are counted as being
188                          * mapped so the next 3 words hold the mapping, index,
189                          * and private fields from the source anonymous or
190                          * page cache page while the page is migrated to device
191                          * private memory.
192                          * ZONE_DEVICE MEMORY_DEVICE_FS_DAX pages also
193                          * use the mapping, index, and private fields when
194                          * pmem backed DAX files are mapped.
195                          */
196                 };
197
198                 /** @rcu_head: You can use this to free a page by RCU. */
199                 struct rcu_head rcu_head;
200         };
201
202         union {         /* This union is 4 bytes in size. */
203                 /*
204                  * If the page can be mapped to userspace, encodes the number
205                  * of times this page is referenced by a page table.
206                  */
207                 atomic_t _mapcount;
208
209                 /*
210                  * If the page is neither PageSlab nor mappable to userspace,
211                  * the value stored here may help determine what this page
212                  * is used for.  See page-flags.h for a list of page types
213                  * which are currently stored here.
214                  */
215                 unsigned int page_type;
216         };
217
218         /* Usage count. *DO NOT USE DIRECTLY*. See page_ref.h */
219         atomic_t _refcount;
220
221 #ifdef CONFIG_MEMCG
222         unsigned long memcg_data;
223 #endif
224
225         /*
226          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
227          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
228          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
229          * dynamically, so we need a place to store that address.
230          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
231          *
232          * Architectures with slow multiplication can define
233          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
234          */
235 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
236         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
237                                            not kmapped, ie. highmem) */
238 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
239
240 #ifdef CONFIG_KMSAN
241         /*
242          * KMSAN metadata for this page:
243          *  - shadow page: every bit indicates whether the corresponding
244          *    bit of the original page is initialized (0) or not (1);
245          *  - origin page: every 4 bytes contain an id of the stack trace
246          *    where the uninitialized value was created.
247          */
248         struct page *kmsan_shadow;
249         struct page *kmsan_origin;
250 #endif
251
252 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
253         int _last_cpupid;
254 #endif
255 } _struct_page_alignment;
256
257 /*
258  * struct encoded_page - a nonexistent type marking this pointer
259  *
260  * An 'encoded_page' pointer is a pointer to a regular 'struct page', but
261  * with the low bits of the pointer indicating extra context-dependent
262  * information. Not super-common, but happens in mmu_gather and mlock
263  * handling, and this acts as a type system check on that use.
264  *
265  * We only really have two guaranteed bits in general, although you could
266  * play with 'struct page' alignment (see CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
267  * for more.
268  *
269  * Use the supplied helper functions to endcode/decode the pointer and bits.
270  */
271 struct encoded_page;
272 #define ENCODE_PAGE_BITS 3ul
273 static __always_inline struct encoded_page *encode_page(struct page *page, unsigned long flags)
274 {
275         BUILD_BUG_ON(flags > ENCODE_PAGE_BITS);
276         return (struct encoded_page *)(flags | (unsigned long)page);
277 }
278
279 static inline unsigned long encoded_page_flags(struct encoded_page *page)
280 {
281         return ENCODE_PAGE_BITS & (unsigned long)page;
282 }
283
284 static inline struct page *encoded_page_ptr(struct encoded_page *page)
285 {
286         return (struct page *)(~ENCODE_PAGE_BITS & (unsigned long)page);
287 }
288
289 /**
290  * struct folio - Represents a contiguous set of bytes.
291  * @flags: Identical to the page flags.
292  * @lru: Least Recently Used list; tracks how recently this folio was used.
293  * @mlock_count: Number of times this folio has been pinned by mlock().
294  * @mapping: The file this page belongs to, or refers to the anon_vma for
295  *    anonymous memory.
296  * @index: Offset within the file, in units of pages.  For anonymous memory,
297  *    this is the index from the beginning of the mmap.
298  * @private: Filesystem per-folio data (see folio_attach_private()).
299  *    Used for swp_entry_t if folio_test_swapcache().
300  * @_mapcount: Do not access this member directly.  Use folio_mapcount() to
301  *    find out how many times this folio is mapped by userspace.
302  * @_refcount: Do not access this member directly.  Use folio_ref_count()
303  *    to find how many references there are to this folio.
304  * @memcg_data: Memory Control Group data.
305  * @_flags_1: For large folios, additional page flags.
306  * @_head_1: Points to the folio.  Do not use.
307  * @_folio_dtor: Which destructor to use for this folio.
308  * @_folio_order: Do not use directly, call folio_order().
309  * @_compound_mapcount: Do not use directly, call folio_entire_mapcount().
310  * @_subpages_mapcount: Do not use directly, call folio_mapcount().
311  * @_pincount: Do not use directly, call folio_maybe_dma_pinned().
312  * @_folio_nr_pages: Do not use directly, call folio_nr_pages().
313  * @_flags_2: For alignment.  Do not use.
314  * @_head_2: Points to the folio.  Do not use.
315  * @_hugetlb_subpool: Do not use directly, use accessor in hugetlb.h.
316  * @_hugetlb_cgroup: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
317  * @_hugetlb_cgroup_rsvd: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
318  * @_hugetlb_hwpoison: Do not use directly, call raw_hwp_list_head().
319  *
320  * A folio is a physically, virtually and logically contiguous set
321  * of bytes.  It is a power-of-two in size, and it is aligned to that
322  * same power-of-two.  It is at least as large as %PAGE_SIZE.  If it is
323  * in the page cache, it is at a file offset which is a multiple of that
324  * power-of-two.  It may be mapped into userspace at an address which is
325  * at an arbitrary page offset, but its kernel virtual address is aligned
326  * to its size.
327  */
328 struct folio {
329         /* private: don't document the anon union */
330         union {
331                 struct {
332         /* public: */
333                         unsigned long flags;
334                         union {
335                                 struct list_head lru;
336         /* private: avoid cluttering the output */
337                                 struct {
338                                         void *__filler;
339         /* public: */
340                                         unsigned int mlock_count;
341         /* private: */
342                                 };
343         /* public: */
344                         };
345                         struct address_space *mapping;
346                         pgoff_t index;
347                         void *private;
348                         atomic_t _mapcount;
349                         atomic_t _refcount;
350 #ifdef CONFIG_MEMCG
351                         unsigned long memcg_data;
352 #endif
353         /* private: the union with struct page is transitional */
354                 };
355                 struct page page;
356         };
357         union {
358                 struct {
359                         unsigned long _flags_1;
360                         unsigned long _head_1;
361                         unsigned char _folio_dtor;
362                         unsigned char _folio_order;
363                         atomic_t _compound_mapcount;
364                         atomic_t _subpages_mapcount;
365                         atomic_t _pincount;
366 #ifdef CONFIG_64BIT
367                         unsigned int _folio_nr_pages;
368 #endif
369                 };
370                 struct page __page_1;
371         };
372         union {
373                 struct {
374                         unsigned long _flags_2;
375                         unsigned long _head_2;
376                         void *_hugetlb_subpool;
377                         void *_hugetlb_cgroup;
378                         void *_hugetlb_cgroup_rsvd;
379                         void *_hugetlb_hwpoison;
380                 };
381                 struct page __page_2;
382         };
383 };
384
385 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
386         static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct folio, fl))
387 FOLIO_MATCH(flags, flags);
388 FOLIO_MATCH(lru, lru);
389 FOLIO_MATCH(mapping, mapping);
390 FOLIO_MATCH(compound_head, lru);
391 FOLIO_MATCH(index, index);
392 FOLIO_MATCH(private, private);
393 FOLIO_MATCH(_mapcount, _mapcount);
394 FOLIO_MATCH(_refcount, _refcount);
395 #ifdef CONFIG_MEMCG
396 FOLIO_MATCH(memcg_data, memcg_data);
397 #endif
398 #undef FOLIO_MATCH
399 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
400         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
401                         offsetof(struct page, pg) + sizeof(struct page))
402 FOLIO_MATCH(flags, _flags_1);
403 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_1);
404 FOLIO_MATCH(compound_dtor, _folio_dtor);
405 FOLIO_MATCH(compound_order, _folio_order);
406 FOLIO_MATCH(compound_mapcount, _compound_mapcount);
407 FOLIO_MATCH(subpages_mapcount, _subpages_mapcount);
408 FOLIO_MATCH(compound_pincount, _pincount);
409 #ifdef CONFIG_64BIT
410 FOLIO_MATCH(compound_nr, _folio_nr_pages);
411 #endif
412 #undef FOLIO_MATCH
413 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
414         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
415                         offsetof(struct page, pg) + 2 * sizeof(struct page))
416 FOLIO_MATCH(flags, _flags_2);
417 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_2);
418 FOLIO_MATCH(hugetlb_subpool, _hugetlb_subpool);
419 FOLIO_MATCH(hugetlb_cgroup, _hugetlb_cgroup);
420 FOLIO_MATCH(hugetlb_cgroup_rsvd, _hugetlb_cgroup_rsvd);
421 FOLIO_MATCH(hugetlb_hwpoison, _hugetlb_hwpoison);
422 #undef FOLIO_MATCH
423
424 static inline atomic_t *folio_mapcount_ptr(struct folio *folio)
425 {
426         struct page *tail = &folio->page + 1;
427         return &tail->compound_mapcount;
428 }
429
430 static inline atomic_t *folio_subpages_mapcount_ptr(struct folio *folio)
431 {
432         struct page *tail = &folio->page + 1;
433         return &tail->subpages_mapcount;
434 }
435
436 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
437 {
438         return &page[1].compound_mapcount;
439 }
440
441 static inline atomic_t *subpages_mapcount_ptr(struct page *page)
442 {
443         return &page[1].subpages_mapcount;
444 }
445
446 static inline atomic_t *compound_pincount_ptr(struct page *page)
447 {
448         return &page[1].compound_pincount;
449 }
450
451 /*
452  * Used for sizing the vmemmap region on some architectures
453  */
454 #define STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT   (order_base_2(sizeof(struct page)))
455
456 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE        __ALIGN_MASK(32768, ~PAGE_MASK)
457 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER       get_order(PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
458
459 /*
460  * page_private can be used on tail pages.  However, PagePrivate is only
461  * checked by the VM on the head page.  So page_private on the tail pages
462  * should be used for data that's ancillary to the head page (eg attaching
463  * buffer heads to tail pages after attaching buffer heads to the head page)
464  */
465 #define page_private(page)              ((page)->private)
466
467 static inline void set_page_private(struct page *page, unsigned long private)
468 {
469         page->private = private;
470 }
471
472 static inline void *folio_get_private(struct folio *folio)
473 {
474         return folio->private;
475 }
476
477 struct page_frag_cache {
478         void * va;
479 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
480         __u16 offset;
481         __u16 size;
482 #else
483         __u32 offset;
484 #endif
485         /* we maintain a pagecount bias, so that we dont dirty cache line
486          * containing page->_refcount every time we allocate a fragment.
487          */
488         unsigned int            pagecnt_bias;
489         bool pfmemalloc;
490 };
491
492 typedef unsigned long vm_flags_t;
493
494 /*
495  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
496  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
497  * map parts of them.
498  */
499 struct vm_region {
500         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
501         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
502         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
503         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
504         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
505         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
506         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
507
508         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
509         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
510                                                 * this region */
511 };
512
513 #ifdef CONFIG_USERFAULTFD
514 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) { NULL, })
515 struct vm_userfaultfd_ctx {
516         struct userfaultfd_ctx *ctx;
517 };
518 #else /* CONFIG_USERFAULTFD */
519 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) {})
520 struct vm_userfaultfd_ctx {};
521 #endif /* CONFIG_USERFAULTFD */
522
523 struct anon_vma_name {
524         struct kref kref;
525         /* The name needs to be at the end because it is dynamically sized. */
526         char name[];
527 };
528
529 /*
530  * This struct describes a virtual memory area. There is one of these
531  * per VM-area/task. A VM area is any part of the process virtual memory
532  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
533  * library, the executable area etc).
534  */
535 struct vm_area_struct {
536         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
537
538         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
539         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
540                                            within vm_mm. */
541
542         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
543
544         /*
545          * Access permissions of this VMA.
546          * See vmf_insert_mixed_prot() for discussion.
547          */
548         pgprot_t vm_page_prot;
549         unsigned long vm_flags;         /* Flags, see mm.h. */
550
551         /*
552          * For areas with an address space and backing store,
553          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree.
554          *
555          */
556         struct {
557                 struct rb_node rb;
558                 unsigned long rb_subtree_last;
559         } shared;
560
561         /*
562          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
563          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
564          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
565          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
566          */
567         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_lock &
568                                           * page_table_lock */
569         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
570
571         /* Function pointers to deal with this struct. */
572         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
573
574         /* Information about our backing store: */
575         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
576                                            units */
577         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
578         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
579
580 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
581         /*
582          * For private and shared anonymous mappings, a pointer to a null
583          * terminated string containing the name given to the vma, or NULL if
584          * unnamed. Serialized by mmap_sem. Use anon_vma_name to access.
585          */
586         struct anon_vma_name *anon_name;
587 #endif
588 #ifdef CONFIG_SWAP
589         atomic_long_t swap_readahead_info;
590 #endif
591 #ifndef CONFIG_MMU
592         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
593 #endif
594 #ifdef CONFIG_NUMA
595         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
596 #endif
597         struct vm_userfaultfd_ctx vm_userfaultfd_ctx;
598 } __randomize_layout;
599
600 struct kioctx_table;
601 struct mm_struct {
602         struct {
603                 struct maple_tree mm_mt;
604 #ifdef CONFIG_MMU
605                 unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
606                                 unsigned long addr, unsigned long len,
607                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
608 #endif
609                 unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */
610                 unsigned long mmap_legacy_base; /* base of mmap area in bottom-up allocations */
611 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_COMPAT_MMAP_BASES
612                 /* Base addresses for compatible mmap() */
613                 unsigned long mmap_compat_base;
614                 unsigned long mmap_compat_legacy_base;
615 #endif
616                 unsigned long task_size;        /* size of task vm space */
617                 pgd_t * pgd;
618
619 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
620                 /**
621                  * @membarrier_state: Flags controlling membarrier behavior.
622                  *
623                  * This field is close to @pgd to hopefully fit in the same
624                  * cache-line, which needs to be touched by switch_mm().
625                  */
626                 atomic_t membarrier_state;
627 #endif
628
629                 /**
630                  * @mm_users: The number of users including userspace.
631                  *
632                  * Use mmget()/mmget_not_zero()/mmput() to modify. When this
633                  * drops to 0 (i.e. when the task exits and there are no other
634                  * temporary reference holders), we also release a reference on
635                  * @mm_count (which may then free the &struct mm_struct if
636                  * @mm_count also drops to 0).
637                  */
638                 atomic_t mm_users;
639
640                 /**
641                  * @mm_count: The number of references to &struct mm_struct
642                  * (@mm_users count as 1).
643                  *
644                  * Use mmgrab()/mmdrop() to modify. When this drops to 0, the
645                  * &struct mm_struct is freed.
646                  */
647                 atomic_t mm_count;
648
649 #ifdef CONFIG_MMU
650                 atomic_long_t pgtables_bytes;   /* PTE page table pages */
651 #endif
652                 int map_count;                  /* number of VMAs */
653
654                 spinlock_t page_table_lock; /* Protects page tables and some
655                                              * counters
656                                              */
657                 /*
658                  * With some kernel config, the current mmap_lock's offset
659                  * inside 'mm_struct' is at 0x120, which is very optimal, as
660                  * its two hot fields 'count' and 'owner' sit in 2 different
661                  * cachelines,  and when mmap_lock is highly contended, both
662                  * of the 2 fields will be accessed frequently, current layout
663                  * will help to reduce cache bouncing.
664                  *
665                  * So please be careful with adding new fields before
666                  * mmap_lock, which can easily push the 2 fields into one
667                  * cacheline.
668                  */
669                 struct rw_semaphore mmap_lock;
670
671                 struct list_head mmlist; /* List of maybe swapped mm's. These
672                                           * are globally strung together off
673                                           * init_mm.mmlist, and are protected
674                                           * by mmlist_lock
675                                           */
676
677
678                 unsigned long hiwater_rss; /* High-watermark of RSS usage */
679                 unsigned long hiwater_vm;  /* High-water virtual memory usage */
680
681                 unsigned long total_vm;    /* Total pages mapped */
682                 unsigned long locked_vm;   /* Pages that have PG_mlocked set */
683                 atomic64_t    pinned_vm;   /* Refcount permanently increased */
684                 unsigned long data_vm;     /* VM_WRITE & ~VM_SHARED & ~VM_STACK */
685                 unsigned long exec_vm;     /* VM_EXEC & ~VM_WRITE & ~VM_STACK */
686                 unsigned long stack_vm;    /* VM_STACK */
687                 unsigned long def_flags;
688
689                 /**
690                  * @write_protect_seq: Locked when any thread is write
691                  * protecting pages mapped by this mm to enforce a later COW,
692                  * for instance during page table copying for fork().
693                  */
694                 seqcount_t write_protect_seq;
695
696                 spinlock_t arg_lock; /* protect the below fields */
697
698                 unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
699                 unsigned long start_brk, brk, start_stack;
700                 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
701
702                 unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
703
704                 struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS];
705
706                 struct linux_binfmt *binfmt;
707
708                 /* Architecture-specific MM context */
709                 mm_context_t context;
710
711                 unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access */
712
713 #ifdef CONFIG_AIO
714                 spinlock_t                      ioctx_lock;
715                 struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
716 #endif
717 #ifdef CONFIG_MEMCG
718                 /*
719                  * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
720                  * user/owner of this mm. All of the following must be true in
721                  * order for it to be changed:
722                  *
723                  * current == mm->owner
724                  * current->mm != mm
725                  * new_owner->mm == mm
726                  * new_owner->alloc_lock is held
727                  */
728                 struct task_struct __rcu *owner;
729 #endif
730                 struct user_namespace *user_ns;
731
732                 /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
733                 struct file __rcu *exe_file;
734 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
735                 struct mmu_notifier_subscriptions *notifier_subscriptions;
736 #endif
737 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
738                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
739 #endif
740 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
741                 /*
742                  * numa_next_scan is the next time that PTEs will be remapped
743                  * PROT_NONE to trigger NUMA hinting faults; such faults gather
744                  * statistics and migrate pages to new nodes if necessary.
745                  */
746                 unsigned long numa_next_scan;
747
748                 /* Restart point for scanning and remapping PTEs. */
749                 unsigned long numa_scan_offset;
750
751                 /* numa_scan_seq prevents two threads remapping PTEs. */
752                 int numa_scan_seq;
753 #endif
754                 /*
755                  * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything
756                  * that can move process memory needs to flush the TLB when
757                  * moving a PROT_NONE mapped page.
758                  */
759                 atomic_t tlb_flush_pending;
760 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
761                 /* See flush_tlb_batched_pending() */
762                 atomic_t tlb_flush_batched;
763 #endif
764                 struct uprobes_state uprobes_state;
765 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
766                 struct rcu_head delayed_drop;
767 #endif
768 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
769                 atomic_long_t hugetlb_usage;
770 #endif
771                 struct work_struct async_put_work;
772
773 #ifdef CONFIG_IOMMU_SVA
774                 u32 pasid;
775 #endif
776 #ifdef CONFIG_KSM
777                 /*
778                  * Represent how many pages of this process are involved in KSM
779                  * merging.
780                  */
781                 unsigned long ksm_merging_pages;
782                 /*
783                  * Represent how many pages are checked for ksm merging
784                  * including merged and not merged.
785                  */
786                 unsigned long ksm_rmap_items;
787 #endif
788 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
789                 struct {
790                         /* this mm_struct is on lru_gen_mm_list */
791                         struct list_head list;
792                         /*
793                          * Set when switching to this mm_struct, as a hint of
794                          * whether it has been used since the last time per-node
795                          * page table walkers cleared the corresponding bits.
796                          */
797                         unsigned long bitmap;
798 #ifdef CONFIG_MEMCG
799                         /* points to the memcg of "owner" above */
800                         struct mem_cgroup *memcg;
801 #endif
802                 } lru_gen;
803 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
804         } __randomize_layout;
805
806         /*
807          * The mm_cpumask needs to be at the end of mm_struct, because it
808          * is dynamically sized based on nr_cpu_ids.
809          */
810         unsigned long cpu_bitmap[];
811 };
812
813 #define MM_MT_FLAGS     (MT_FLAGS_ALLOC_RANGE | MT_FLAGS_LOCK_EXTERN)
814 extern struct mm_struct init_mm;
815
816 /* Pointer magic because the dynamic array size confuses some compilers. */
817 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
818 {
819         unsigned long cpu_bitmap = (unsigned long)mm;
820
821         cpu_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
822         cpumask_clear((struct cpumask *)cpu_bitmap);
823 }
824
825 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
826 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
827 {
828         return (struct cpumask *)&mm->cpu_bitmap;
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
832
833 struct lru_gen_mm_list {
834         /* mm_struct list for page table walkers */
835         struct list_head fifo;
836         /* protects the list above */
837         spinlock_t lock;
838 };
839
840 void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm);
841 void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm);
842 #ifdef CONFIG_MEMCG
843 void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm);
844 #endif
845
846 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
847 {
848         INIT_LIST_HEAD(&mm->lru_gen.list);
849         mm->lru_gen.bitmap = 0;
850 #ifdef CONFIG_MEMCG
851         mm->lru_gen.memcg = NULL;
852 #endif
853 }
854
855 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
856 {
857         /*
858          * When the bitmap is set, page reclaim knows this mm_struct has been
859          * used since the last time it cleared the bitmap. So it might be worth
860          * walking the page tables of this mm_struct to clear the accessed bit.
861          */
862         WRITE_ONCE(mm->lru_gen.bitmap, -1);
863 }
864
865 #else /* !CONFIG_LRU_GEN */
866
867 static inline void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm)
868 {
869 }
870
871 static inline void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm)
872 {
873 }
874
875 #ifdef CONFIG_MEMCG
876 static inline void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm)
877 {
878 }
879 #endif
880
881 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
882 {
883 }
884
885 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
886 {
887 }
888
889 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
890
891 struct vma_iterator {
892         struct ma_state mas;
893 };
894
895 #define VMA_ITERATOR(name, __mm, __addr)                                \
896         struct vma_iterator name = {                                    \
897                 .mas = {                                                \
898                         .tree = &(__mm)->mm_mt,                         \
899                         .index = __addr,                                \
900                         .node = MAS_START,                              \
901                 },                                                      \
902         }
903
904 static inline void vma_iter_init(struct vma_iterator *vmi,
905                 struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
906 {
907         vmi->mas.tree = &mm->mm_mt;
908         vmi->mas.index = addr;
909         vmi->mas.node = MAS_START;
910 }
911
912 struct mmu_gather;
913 extern void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
914 extern void tlb_gather_mmu_fullmm(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
915 extern void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb);
916
917 struct vm_fault;
918
919 /**
920  * typedef vm_fault_t - Return type for page fault handlers.
921  *
922  * Page fault handlers return a bitmask of %VM_FAULT values.
923  */
924 typedef __bitwise unsigned int vm_fault_t;
925
926 /**
927  * enum vm_fault_reason - Page fault handlers return a bitmask of
928  * these values to tell the core VM what happened when handling the
929  * fault. Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
930  * just gets major/minor fault counters bumped up.
931  *
932  * @VM_FAULT_OOM:               Out Of Memory
933  * @VM_FAULT_SIGBUS:            Bad access
934  * @VM_FAULT_MAJOR:             Page read from storage
935  * @VM_FAULT_HWPOISON:          Hit poisoned small page
936  * @VM_FAULT_HWPOISON_LARGE:    Hit poisoned large page. Index encoded
937  *                              in upper bits
938  * @VM_FAULT_SIGSEGV:           segmentation fault
939  * @VM_FAULT_NOPAGE:            ->fault installed the pte, not return page
940  * @VM_FAULT_LOCKED:            ->fault locked the returned page
941  * @VM_FAULT_RETRY:             ->fault blocked, must retry
942  * @VM_FAULT_FALLBACK:          huge page fault failed, fall back to small
943  * @VM_FAULT_DONE_COW:          ->fault has fully handled COW
944  * @VM_FAULT_NEEDDSYNC:         ->fault did not modify page tables and needs
945  *                              fsync() to complete (for synchronous page faults
946  *                              in DAX)
947  * @VM_FAULT_COMPLETED:         ->fault completed, meanwhile mmap lock released
948  * @VM_FAULT_HINDEX_MASK:       mask HINDEX value
949  *
950  */
951 enum vm_fault_reason {
952         VM_FAULT_OOM            = (__force vm_fault_t)0x000001,
953         VM_FAULT_SIGBUS         = (__force vm_fault_t)0x000002,
954         VM_FAULT_MAJOR          = (__force vm_fault_t)0x000004,
955         VM_FAULT_HWPOISON       = (__force vm_fault_t)0x000010,
956         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE = (__force vm_fault_t)0x000020,
957         VM_FAULT_SIGSEGV        = (__force vm_fault_t)0x000040,
958         VM_FAULT_NOPAGE         = (__force vm_fault_t)0x000100,
959         VM_FAULT_LOCKED         = (__force vm_fault_t)0x000200,
960         VM_FAULT_RETRY          = (__force vm_fault_t)0x000400,
961         VM_FAULT_FALLBACK       = (__force vm_fault_t)0x000800,
962         VM_FAULT_DONE_COW       = (__force vm_fault_t)0x001000,
963         VM_FAULT_NEEDDSYNC      = (__force vm_fault_t)0x002000,
964         VM_FAULT_COMPLETED      = (__force vm_fault_t)0x004000,
965         VM_FAULT_HINDEX_MASK    = (__force vm_fault_t)0x0f0000,
966 };
967
968 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
969 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((__force vm_fault_t)((x) << 16))
970 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((__force unsigned int)(x) >> 16) & 0xf)
971
972 #define VM_FAULT_ERROR (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS |        \
973                         VM_FAULT_SIGSEGV | VM_FAULT_HWPOISON |  \
974                         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_FALLBACK)
975
976 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
977         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" },        \
978         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" },     \
979         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" },      \
980         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" },   \
981         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" },     \
982         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" },    \
983         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" },     \
984         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" },     \
985         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" },      \
986         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" },   \
987         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" },   \
988         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
989
990 struct vm_special_mapping {
991         const char *name;       /* The name, e.g. "[vdso]". */
992
993         /*
994          * If .fault is not provided, this points to a
995          * NULL-terminated array of pages that back the special mapping.
996          *
997          * This must not be NULL unless .fault is provided.
998          */
999         struct page **pages;
1000
1001         /*
1002          * If non-NULL, then this is called to resolve page faults
1003          * on the special mapping.  If used, .pages is not checked.
1004          */
1005         vm_fault_t (*fault)(const struct vm_special_mapping *sm,
1006                                 struct vm_area_struct *vma,
1007                                 struct vm_fault *vmf);
1008
1009         int (*mremap)(const struct vm_special_mapping *sm,
1010                      struct vm_area_struct *new_vma);
1011 };
1012
1013 enum tlb_flush_reason {
1014         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
1015         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
1016         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
1017         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
1018         TLB_REMOTE_SEND_IPI,
1019         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
1020 };
1021
1022  /*
1023   * A swap entry has to fit into a "unsigned long", as the entry is hidden
1024   * in the "index" field of the swapper address space.
1025   */
1026 typedef struct {
1027         unsigned long val;
1028 } swp_entry_t;
1029
1030 /**
1031  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
1032  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
1033  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
1034  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
1035  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
1036  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
1037  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
1038  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
1039  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
1040  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
1041  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
1042  * @FAULT_FLAG_UNSHARE: The fault is an unsharing request to break COW in a
1043  *                      COW mapping, making sure that an exclusive anon page is
1044  *                      mapped after the fault.
1045  * @FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID: whether the fault has vmf->orig_pte cached.
1046  *                        We should only access orig_pte if this flag set.
1047  *
1048  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
1049  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
1050  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
1051  *
1052  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
1053  *                              this is the first try
1054  *
1055  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
1056  *                              we've already tried at least once
1057  *
1058  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
1059  *
1060  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
1061  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
1062  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
1063  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
1064  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
1065  * interrupted if necessary.
1066  *
1067  * The combination FAULT_FLAG_WRITE|FAULT_FLAG_UNSHARE is illegal.
1068  * FAULT_FLAG_UNSHARE is ignored and treated like an ordinary read fault when
1069  * applied to mappings that are not COW mappings.
1070  */
1071 enum fault_flag {
1072         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
1073         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
1074         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
1075         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
1076         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
1077         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
1078         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
1079         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
1080         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
1081         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
1082         FAULT_FLAG_UNSHARE =            1 << 10,
1083         FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID =     1 << 11,
1084 };
1085
1086 typedef unsigned int __bitwise zap_flags_t;
1087
1088 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */
This page took 0.097404 seconds and 4 git commands to generate.