ff0f1ada0f6785039d2df7476b7edf509615d904
[cascardo/linux.git] / mm / internal.h
1 /* internal.h: mm/ internal definitions
2  *
3  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
4  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  */
11 #ifndef __MM_INTERNAL_H
12 #define __MM_INTERNAL_H
13
14 #include <linux/fs.h>
15 #include <linux/mm.h>
16
17 void free_pgtables(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
18                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
19
20 static inline void set_page_count(struct page *page, int v)
21 {
22         atomic_set(&page->_count, v);
23 }
24
25 extern int __do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
26                 struct file *filp, pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read,
27                 unsigned long lookahead_size);
28
29 /*
30  * Submit IO for the read-ahead request in file_ra_state.
31  */
32 static inline unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
33                 struct address_space *mapping, struct file *filp)
34 {
35         return __do_page_cache_readahead(mapping, filp,
36                                         ra->start, ra->size, ra->async_size);
37 }
38
39 /*
40  * Turn a non-refcounted page (->_count == 0) into refcounted with
41  * a count of one.
42  */
43 static inline void set_page_refcounted(struct page *page)
44 {
45         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
46         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count), page);
47         set_page_count(page, 1);
48 }
49
50 static inline void __get_page_tail_foll(struct page *page,
51                                         bool get_page_head)
52 {
53         /*
54          * If we're getting a tail page, the elevated page->_count is
55          * required only in the head page and we will elevate the head
56          * page->_count and tail page->_mapcount.
57          *
58          * We elevate page_tail->_mapcount for tail pages to force
59          * page_tail->_count to be zero at all times to avoid getting
60          * false positives from get_page_unless_zero() with
61          * speculative page access (like in
62          * page_cache_get_speculative()) on tail pages.
63          */
64         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0, page);
65         if (get_page_head)
66                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
67         get_huge_page_tail(page);
68 }
69
70 /*
71  * This is meant to be called as the FOLL_GET operation of
72  * follow_page() and it must be called while holding the proper PT
73  * lock while the pte (or pmd_trans_huge) is still mapping the page.
74  */
75 static inline void get_page_foll(struct page *page)
76 {
77         if (unlikely(PageTail(page)))
78                 /*
79                  * This is safe only because
80                  * __split_huge_page_refcount() can't run under
81                  * get_page_foll() because we hold the proper PT lock.
82                  */
83                 __get_page_tail_foll(page, true);
84         else {
85                 /*
86                  * Getting a normal page or the head of a compound page
87                  * requires to already have an elevated page->_count.
88                  */
89                 VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
90                 atomic_inc(&page->_count);
91         }
92 }
93
94 extern unsigned long highest_memmap_pfn;
95
96 /*
97  * in mm/vmscan.c:
98  */
99 extern int isolate_lru_page(struct page *page);
100 extern void putback_lru_page(struct page *page);
101 extern bool zone_reclaimable(struct zone *zone);
102
103 /*
104  * in mm/rmap.c:
105  */
106 extern pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
107
108 /*
109  * in mm/page_alloc.c
110  */
111
112 /*
113  * Structure for holding the mostly immutable allocation parameters passed
114  * between functions involved in allocations, including the alloc_pages*
115  * family of functions.
116  *
117  * nodemask, migratetype and high_zoneidx are initialized only once in
118  * __alloc_pages_nodemask() and then never change.
119  *
120  * zonelist, preferred_zone and classzone_idx are set first in
121  * __alloc_pages_nodemask() for the fast path, and might be later changed
122  * in __alloc_pages_slowpath(). All other functions pass the whole strucure
123  * by a const pointer.
124  */
125 struct alloc_context {
126         struct zonelist *zonelist;
127         nodemask_t *nodemask;
128         struct zone *preferred_zone;
129         int classzone_idx;
130         int migratetype;
131         enum zone_type high_zoneidx;
132         bool spread_dirty_pages;
133 };
134
135 /*
136  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
137  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
138  *
139  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
140  * the following equation:
141  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
142  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
143  * 1 buddy is #10:
144  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
145  *
146  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
147  * satisfies the following equation:
148  *     P = B & ~(1 << O)
149  *
150  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
151  */
152 static inline unsigned long
153 __find_buddy_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
154 {
155         return page_idx ^ (1 << order);
156 }
157
158 extern int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order);
159 extern void __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned long pfn,
160                                         unsigned int order);
161 extern void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order);
162 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
163 extern bool is_free_buddy_page(struct page *page);
164 #endif
165 extern int user_min_free_kbytes;
166
167 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
168
169 /*
170  * in mm/compaction.c
171  */
172 /*
173  * compact_control is used to track pages being migrated and the free pages
174  * they are being migrated to during memory compaction. The free_pfn starts
175  * at the end of a zone and migrate_pfn begins at the start. Movable pages
176  * are moved to the end of a zone during a compaction run and the run
177  * completes when free_pfn <= migrate_pfn
178  */
179 struct compact_control {
180         struct list_head freepages;     /* List of free pages to migrate to */
181         struct list_head migratepages;  /* List of pages being migrated */
182         unsigned long nr_freepages;     /* Number of isolated free pages */
183         unsigned long nr_migratepages;  /* Number of pages to migrate */
184         unsigned long free_pfn;         /* isolate_freepages search base */
185         unsigned long migrate_pfn;      /* isolate_migratepages search base */
186         unsigned long last_migrated_pfn;/* Not yet flushed page being freed */
187         enum migrate_mode mode;         /* Async or sync migration mode */
188         bool ignore_skip_hint;          /* Scan blocks even if marked skip */
189         int order;                      /* order a direct compactor needs */
190         const gfp_t gfp_mask;           /* gfp mask of a direct compactor */
191         const int alloc_flags;          /* alloc flags of a direct compactor */
192         const int classzone_idx;        /* zone index of a direct compactor */
193         struct zone *zone;
194         int contended;                  /* Signal need_sched() or lock
195                                          * contention detected during
196                                          * compaction
197                                          */
198 };
199
200 unsigned long
201 isolate_freepages_range(struct compact_control *cc,
202                         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
203 unsigned long
204 isolate_migratepages_range(struct compact_control *cc,
205                            unsigned long low_pfn, unsigned long end_pfn);
206 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
207                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal);
208
209 #endif
210
211 /*
212  * This function returns the order of a free page in the buddy system. In
213  * general, page_zone(page)->lock must be held by the caller to prevent the
214  * page from being allocated in parallel and returning garbage as the order.
215  * If a caller does not hold page_zone(page)->lock, it must guarantee that the
216  * page cannot be allocated or merged in parallel. Alternatively, it must
217  * handle invalid values gracefully, and use page_order_unsafe() below.
218  */
219 static inline unsigned long page_order(struct page *page)
220 {
221         /* PageBuddy() must be checked by the caller */
222         return page_private(page);
223 }
224
225 /*
226  * Like page_order(), but for callers who cannot afford to hold the zone lock.
227  * PageBuddy() should be checked first by the caller to minimize race window,
228  * and invalid values must be handled gracefully.
229  *
230  * READ_ONCE is used so that if the caller assigns the result into a local
231  * variable and e.g. tests it for valid range before using, the compiler cannot
232  * decide to remove the variable and inline the page_private(page) multiple
233  * times, potentially observing different values in the tests and the actual
234  * use of the result.
235  */
236 #define page_order_unsafe(page)         READ_ONCE(page_private(page))
237
238 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
239 {
240         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
241 }
242
243 /* mm/util.c */
244 void __vma_link_list(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
245                 struct vm_area_struct *prev, struct rb_node *rb_parent);
246
247 #ifdef CONFIG_MMU
248 extern long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
249                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking);
250 extern void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
251                         unsigned long start, unsigned long end);
252 static inline void munlock_vma_pages_all(struct vm_area_struct *vma)
253 {
254         munlock_vma_pages_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end);
255 }
256
257 /*
258  * must be called with vma's mmap_sem held for read or write, and page locked.
259  */
260 extern void mlock_vma_page(struct page *page);
261 extern unsigned int munlock_vma_page(struct page *page);
262
263 /*
264  * Clear the page's PageMlocked().  This can be useful in a situation where
265  * we want to unconditionally remove a page from the pagecache -- e.g.,
266  * on truncation or freeing.
267  *
268  * It is legal to call this function for any page, mlocked or not.
269  * If called for a page that is still mapped by mlocked vmas, all we do
270  * is revert to lazy LRU behaviour -- semantics are not broken.
271  */
272 extern void clear_page_mlock(struct page *page);
273
274 /*
275  * mlock_migrate_page - called only from migrate_misplaced_transhuge_page()
276  * (because that does not go through the full procedure of migration ptes):
277  * to migrate the Mlocked page flag; update statistics.
278  */
279 static inline void mlock_migrate_page(struct page *newpage, struct page *page)
280 {
281         if (TestClearPageMlocked(page)) {
282                 int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
283
284                 /* Holding pmd lock, no change in irq context: __mod is safe */
285                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK, -nr_pages);
286                 SetPageMlocked(newpage);
287                 __mod_zone_page_state(page_zone(newpage), NR_MLOCK, nr_pages);
288         }
289 }
290
291 extern pmd_t maybe_pmd_mkwrite(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma);
292
293 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
294 extern unsigned long vma_address(struct page *page,
295                                  struct vm_area_struct *vma);
296 #endif
297 #else /* !CONFIG_MMU */
298 static inline void clear_page_mlock(struct page *page) { }
299 static inline void mlock_vma_page(struct page *page) { }
300 static inline void mlock_migrate_page(struct page *new, struct page *old) { }
301
302 #endif /* !CONFIG_MMU */
303
304 /*
305  * Return the mem_map entry representing the 'offset' subpage within
306  * the maximally aligned gigantic page 'base'.  Handle any discontiguity
307  * in the mem_map at MAX_ORDER_NR_PAGES boundaries.
308  */
309 static inline struct page *mem_map_offset(struct page *base, int offset)
310 {
311         if (unlikely(offset >= MAX_ORDER_NR_PAGES))
312                 return nth_page(base, offset);
313         return base + offset;
314 }
315
316 /*
317  * Iterator over all subpages within the maximally aligned gigantic
318  * page 'base'.  Handle any discontiguity in the mem_map.
319  */
320 static inline struct page *mem_map_next(struct page *iter,
321                                                 struct page *base, int offset)
322 {
323         if (unlikely((offset & (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1)) == 0)) {
324                 unsigned long pfn = page_to_pfn(base) + offset;
325                 if (!pfn_valid(pfn))
326                         return NULL;
327                 return pfn_to_page(pfn);
328         }
329         return iter + 1;
330 }
331
332 /*
333  * FLATMEM and DISCONTIGMEM configurations use alloc_bootmem_node,
334  * so all functions starting at paging_init should be marked __init
335  * in those cases. SPARSEMEM, however, allows for memory hotplug,
336  * and alloc_bootmem_node is not used.
337  */
338 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
339 #define __paginginit __meminit
340 #else
341 #define __paginginit __init
342 #endif
343
344 /* Memory initialisation debug and verification */
345 enum mminit_level {
346         MMINIT_WARNING,
347         MMINIT_VERIFY,
348         MMINIT_TRACE
349 };
350
351 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
352
353 extern int mminit_loglevel;
354
355 #define mminit_dprintk(level, prefix, fmt, arg...) \
356 do { \
357         if (level < mminit_loglevel) { \
358                 if (level <= MMINIT_WARNING) \
359                         printk(KERN_WARNING "mminit::" prefix " " fmt, ##arg); \
360                 else \
361                         printk(KERN_DEBUG "mminit::" prefix " " fmt, ##arg); \
362         } \
363 } while (0)
364
365 extern void mminit_verify_pageflags_layout(void);
366 extern void mminit_verify_zonelist(void);
367 #else
368
369 static inline void mminit_dprintk(enum mminit_level level,
370                                 const char *prefix, const char *fmt, ...)
371 {
372 }
373
374 static inline void mminit_verify_pageflags_layout(void)
375 {
376 }
377
378 static inline void mminit_verify_zonelist(void)
379 {
380 }
381 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
382
383 /* mminit_validate_memmodel_limits is independent of CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
384 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM)
385 extern void mminit_validate_memmodel_limits(unsigned long *start_pfn,
386                                 unsigned long *end_pfn);
387 #else
388 static inline void mminit_validate_memmodel_limits(unsigned long *start_pfn,
389                                 unsigned long *end_pfn)
390 {
391 }
392 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
393
394 #define ZONE_RECLAIM_NOSCAN     -2
395 #define ZONE_RECLAIM_FULL       -1
396 #define ZONE_RECLAIM_SOME       0
397 #define ZONE_RECLAIM_SUCCESS    1
398
399 extern int hwpoison_filter(struct page *p);
400
401 extern u32 hwpoison_filter_dev_major;
402 extern u32 hwpoison_filter_dev_minor;
403 extern u64 hwpoison_filter_flags_mask;
404 extern u64 hwpoison_filter_flags_value;
405 extern u64 hwpoison_filter_memcg;
406 extern u32 hwpoison_filter_enable;
407
408 extern unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
409         unsigned long, unsigned long,
410         unsigned long, unsigned long);
411
412 extern void set_pageblock_order(void);
413 unsigned long reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
414                                             struct list_head *page_list);
415 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
416 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
417 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
418 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
419 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
420
421 /* Mask to get the watermark bits */
422 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
423
424 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
425 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
426 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
427 #define ALLOC_CMA               0x80 /* allow allocations from CMA areas */
428 #define ALLOC_FAIR              0x100 /* fair zone allocation */
429
430 enum ttu_flags;
431 struct tlbflush_unmap_batch;
432
433 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
434 void try_to_unmap_flush(void);
435 void try_to_unmap_flush_dirty(void);
436 #else
437 static inline void try_to_unmap_flush(void)
438 {
439 }
440 static inline void try_to_unmap_flush_dirty(void)
441 {
442 }
443
444 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
445 #endif  /* __MM_INTERNAL_H */