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/list.h>
   9 #include <linux/spinlock.h>
  10 #include <linux/rbtree.h>
  11 #include <linux/rwsem.h>
  12 #include <linux/completion.h>
  13 #include <linux/cpumask.h>
  14 #include <linux/uprobes.h>
  15 #include <linux/page-flags-layout.h>
  16 #include <linux/workqueue.h>
  17 #include <linux/seqlock.h>
  18
  19 #include <asm/mmu.h>
  20
  21 #ifndef AT_VECTOR_SIZE_ARCH
  22 #define AT_VECTOR_SIZE_ARCH 0
  23 #endif
  24 #define AT_VECTOR_SIZE (2*(AT_VECTOR_SIZE_ARCH + AT_VECTOR_SIZE_BASE + 1))
  25
  26
  27 struct address_space;
  28 struct mem_cgroup;
  29
  30 /*
  31  * Each physical page in the system has a struct page associated with
  32  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
  33  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
  34  * a page, though if it is a pagecache page, rmap structures can tell us
  35  * who is mapping it.
  36  *
  37  * If you allocate the page using alloc_pages(), you can use some of the
  38  * space in struct page for your own purposes.  The five words in the main
  39  * union are available, except for bit 0 of the first word which must be
  40  * kept clear.  Many users use this word to store a pointer to an object
  41  * which is guaranteed to be aligned.  If you use the same storage as
  42  * page->mapping, you must restore it to NULL before freeing the page.
  43  *
  44  * If your page will not be mapped to userspace, you can also use the four
  45  * bytes in the mapcount union, but you must call page_mapcount_reset()
  46  * before freeing it.
  47  *
  48  * If you want to use the refcount field, it must be used in such a way
  49  * that other CPUs temporarily incrementing and then decrementing the
  50  * refcount does not cause problems.  On receiving the page from
  51  * alloc_pages(), the refcount will be positive.
  52  *
  53  * If you allocate pages of order > 0, you can use some of the fields
  54  * in each subpage, but you may need to restore some of their values
  55  * afterwards.
  56  *
  57  * SLUB uses cmpxchg_double() to atomically update its freelist and
  58  * counters.  That requires that freelist & counters be adjacent and
  59  * double-word aligned.  We align all struct pages to double-word
  60  * boundaries, and ensure that 'freelist' is aligned within the
  61  * struct.
  62  */
  63 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
  64 #define _struct_page_alignment  __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
  65 #else
  66 #define _struct_page_alignment
  67 #endif
  68
  69 struct page {
  70         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
  71                                          * updated asynchronously */
  72         /*
  73          * Five words (20/40 bytes) are available in this union.
  74          * WARNING: bit 0 of the first word is used for PageTail(). That
  75          * means the other users of this union MUST NOT use the bit to
  76          * avoid collision and false-positive PageTail().
  77          */
  78         union {
  79                 struct {        /* Page cache and anonymous pages */
  80                         /**
  81                          * @lru: Pageout list, eg. active_list protected by
  82                          * lruvec->lru_lock.  Sometimes used as a generic list
  83                          * by the page owner.
  84                          */
  85                         struct list_head lru;
  86                         /* See page-flags.h for PAGE_MAPPING_FLAGS */
  87                         struct address_space *mapping;
  88                         pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
  89                         /**
  90                          * @private: Mapping-private opaque data.
  91                          * Usually used for buffer_heads if PagePrivate.
  92                          * Used for swp_entry_t if PageSwapCache.
  93                          * Indicates order in the buddy system if PageBuddy.
  94                          */
  95                         unsigned long private;
  96                 };
  97                 struct {        /* page_pool used by netstack */
  98                         /**
  99                          * @dma_addr: might require a 64-bit value even on
 100                          * 32-bit architectures.
 101                          */
 102                         dma_addr_t dma_addr;
 103                 };
 104                 struct {        /* slab, slob and slub */
 105                         union {
 106                                 struct list_head slab_list;
 107                                 struct {        /* Partial pages */
 108                                         struct page *next;
 109 #ifdef CONFIG_64BIT
 110                                         int pages;      /* Nr of pages left */
 111                                         int pobjects;   /* Approximate count */
 112 #else
 113                                         short int pages;
 114                                         short int pobjects;
 115 #endif
 116                                 };
 117                         };
 118                         struct kmem_cache *slab_cache; /* not slob */
 119                         /* Double-word boundary */
 120                         void *freelist;         /* first free object */
 121                         union {
 122                                 void *s_mem;    /* slab: first object */
 123                                 unsigned long counters;         /* SLUB */
 124                                 struct {                        /* SLUB */
 125                                         unsigned inuse:16;
 126                                         unsigned objects:15;
 127                                         unsigned frozen:1;
 128                                 };
 129                         };
 130                 };
 131                 struct {        /* Tail pages of compound page */
 132                         unsigned long compound_head;    /* Bit zero is set */
 133
 134                         /* First tail page only */
 135                         unsigned char compound_dtor;
 136                         unsigned char compound_order;
 137                         atomic_t compound_mapcount;
 138                         unsigned int compound_nr; /* 1 << compound_order */
 139                 };
 140                 struct {        /* Second tail page of compound page */
 141                         unsigned long _compound_pad_1;  /* compound_head */
 142                         atomic_t hpage_pinned_refcount;
 143                         /* For both global and memcg */
 144                         struct list_head deferred_list;
 145                 };
 146                 struct {        /* Page table pages */
 147                         unsigned long _pt_pad_1;        /* compound_head */
 148                         pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page->ptl */
 149                         unsigned long _pt_pad_2;        /* mapping */
 150                         union {
 151                                 struct mm_struct *pt_mm; /* x86 pgds only */
 152                                 atomic_t pt_frag_refcount; /* powerpc */
 153                         };
 154 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
 155                         spinlock_t *ptl;
 156 #else
 157                         spinlock_t ptl;
 158 #endif
 159                 };
 160                 struct {        /* ZONE_DEVICE pages */
 161                         /** @pgmap: Points to the hosting device page map. */
 162                         struct dev_pagemap *pgmap;
 163                         void *zone_device_data;
 164                         /*
 165                          * ZONE_DEVICE private pages are counted as being
 166                          * mapped so the next 3 words hold the mapping, index,
 167                          * and private fields from the source anonymous or
 168                          * page cache page while the page is migrated to device
 169                          * private memory.
 170                          * ZONE_DEVICE MEMORY_DEVICE_FS_DAX pages also
 171                          * use the mapping, index, and private fields when
 172                          * pmem backed DAX files are mapped.
 173                          */
 174                 };
 175
 176                 /** @rcu_head: You can use this to free a page by RCU. */
 177                 struct rcu_head rcu_head;
 178         };
 179
 180         union {         /* This union is 4 bytes in size. */
 181                 /*
 182                  * If the page can be mapped to userspace, encodes the number
 183                  * of times this page is referenced by a page table.
 184                  */
 185                 atomic_t _mapcount;
 186
 187                 /*
 188                  * If the page is neither PageSlab nor mappable to userspace,
 189                  * the value stored here may help determine what this page
 190                  * is used for.  See page-flags.h for a list of page types
 191                  * which are currently stored here.
 192                  */
 193                 unsigned int page_type;
 194
 195                 unsigned int active;            /* SLAB */
 196                 int units;                      /* SLOB */
 197         };
 198
 199         /* Usage count. *DO NOT USE DIRECTLY*. See page_ref.h */
 200         atomic_t _refcount;
 201
 202 #ifdef CONFIG_MEMCG
 203         unsigned long memcg_data;
 204 #endif
 205
 206         /*
 207          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
 208          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
 209          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
 210          * dynamically, so we need a place to store that address.
 211          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
 212          *
 213          * Architectures with slow multiplication can define
 214          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
 215          */
 216 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 217         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
 218                                            not kmapped, ie. highmem) */
 219 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
 220
 221 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
 222         int _last_cpupid;
 223 #endif
 224 } _struct_page_alignment;
 225
 226 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
 227 {
 228         return &page[1].compound_mapcount;
 229 }
 230
 231 static inline atomic_t *compound_pincount_ptr(struct page *page)
 232 {
 233         return &page[2].hpage_pinned_refcount;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Used for sizing the vmemmap region on some architectures
 238  */
 239 #define STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT   (order_base_2(sizeof(struct page)))
 240
 241 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE        __ALIGN_MASK(32768, ~PAGE_MASK)
 242 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER       get_order(PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
 243
 244 #define page_private(page)              ((page)->private)
 245
 246 static inline void set_page_private(struct page *page, unsigned long private)
 247 {
 248         page->private = private;
 249 }
 250
 251 struct page_frag_cache {
 252         void * va;
 253 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
 254         __u16 offset;
 255         __u16 size;
 256 #else
 257         __u32 offset;
 258 #endif
 259         /* we maintain a pagecount bias, so that we dont dirty cache line
 260          * containing page->_refcount every time we allocate a fragment.
 261          */
 262         unsigned int            pagecnt_bias;
 263         bool pfmemalloc;
 264 };
 265
 266 typedef unsigned long vm_flags_t;
 267
 268 /*
 269  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
 270  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
 271  * map parts of them.
 272  */
 273 struct vm_region {
 274         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
 275         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
 276         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
 277         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
 278         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
 279         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
 280         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
 281
 282         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
 283         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
 284                                                 * this region */
 285 };
 286
 287 #ifdef CONFIG_USERFAULTFD
 288 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) { NULL, })
 289 struct vm_userfaultfd_ctx {
 290         struct userfaultfd_ctx *ctx;
 291 };
 292 #else /* CONFIG_USERFAULTFD */
 293 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) {})
 294 struct vm_userfaultfd_ctx {};
 295 #endif /* CONFIG_USERFAULTFD */
 296
 297 /*
 298  * This struct describes a virtual memory area. There is one of these
 299  * per VM-area/task. A VM area is any part of the process virtual memory
 300  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
 301  * library, the executable area etc).
 302  */
 303 struct vm_area_struct {
 304         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
 305
 306         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
 307         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
 308                                            within vm_mm. */
 309
 310         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
 311         struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev;
 312
 313         struct rb_node vm_rb;
 314
 315         /*
 316          * Largest free memory gap in bytes to the left of this VMA.
 317          * Either between this VMA and vma->vm_prev, or between one of the
 318          * VMAs below us in the VMA rbtree and its ->vm_prev. This helps
 319          * get_unmapped_area find a free area of the right size.
 320          */
 321         unsigned long rb_subtree_gap;
 322
 323         /* Second cache line starts here. */
 324
 325         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
 326
 327         /*
 328          * Access permissions of this VMA.
 329          * See vmf_insert_mixed_prot() for discussion.
 330          */
 331         pgprot_t vm_page_prot;
 332         unsigned long vm_flags;         /* Flags, see mm.h. */
 333
 334         /*
 335          * For areas with an address space and backing store,
 336          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree.
 337          */
 338         struct {
 339                 struct rb_node rb;
 340                 unsigned long rb_subtree_last;
 341         } shared;
 342
 343         /*
 344          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
 345          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
 346          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
 347          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
 348          */
 349         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_lock &
 350                                           * page_table_lock */
 351         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
 352
 353         /* Function pointers to deal with this struct. */
 354         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
 355
 356         /* Information about our backing store: */
 357         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
 358                                            units */
 359         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
 360         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
 361
 362 #ifdef CONFIG_SWAP
 363         atomic_long_t swap_readahead_info;
 364 #endif
 365 #ifndef CONFIG_MMU
 366         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
 367 #endif
 368 #ifdef CONFIG_NUMA
 369         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
 370 #endif
 371         struct vm_userfaultfd_ctx vm_userfaultfd_ctx;
 372 } __randomize_layout;
 373
 374 struct core_thread {
 375         struct task_struct *task;
 376         struct core_thread *next;
 377 };
 378
 379 struct core_state {
 380         atomic_t nr_threads;
 381         struct core_thread dumper;
 382         struct completion startup;
 383 };
 384
 385 struct kioctx_table;
 386 struct mm_struct {
 387         struct {
 388                 struct vm_area_struct *mmap;            /* list of VMAs */
 389                 struct rb_root mm_rb;
 390                 u64 vmacache_seqnum;                   /* per-thread vmacache */
 391 #ifdef CONFIG_MMU
 392                 unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
 393                                 unsigned long addr, unsigned long len,
 394                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
 395 #endif
 396                 unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */
 397                 unsigned long mmap_legacy_base; /* base of mmap area in bottom-up allocations */
 398 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_COMPAT_MMAP_BASES
 399                 /* Base adresses for compatible mmap() */
 400                 unsigned long mmap_compat_base;
 401                 unsigned long mmap_compat_legacy_base;
 402 #endif
 403                 unsigned long task_size;        /* size of task vm space */
 404                 unsigned long highest_vm_end;   /* highest vma end address */
 405                 pgd_t * pgd;
 406
 407 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
 408                 /**
 409                  * @membarrier_state: Flags controlling membarrier behavior.
 410                  *
 411                  * This field is close to @pgd to hopefully fit in the same
 412                  * cache-line, which needs to be touched by switch_mm().
 413                  */
 414                 atomic_t membarrier_state;
 415 #endif
 416
 417                 /**
 418                  * @mm_users: The number of users including userspace.
 419                  *
 420                  * Use mmget()/mmget_not_zero()/mmput() to modify. When this
 421                  * drops to 0 (i.e. when the task exits and there are no other
 422                  * temporary reference holders), we also release a reference on
 423                  * @mm_count (which may then free the &struct mm_struct if
 424                  * @mm_count also drops to 0).
 425                  */
 426                 atomic_t mm_users;
 427
 428                 /**
 429                  * @mm_count: The number of references to &struct mm_struct
 430                  * (@mm_users count as 1).
 431                  *
 432                  * Use mmgrab()/mmdrop() to modify. When this drops to 0, the
 433                  * &struct mm_struct is freed.
 434                  */
 435                 atomic_t mm_count;
 436
 437                 /**
 438                  * @has_pinned: Whether this mm has pinned any pages.  This can
 439                  * be either replaced in the future by @pinned_vm when it
 440                  * becomes stable, or grow into a counter on its own. We're
 441                  * aggresive on this bit now - even if the pinned pages were
 442                  * unpinned later on, we'll still keep this bit set for the
 443                  * lifecycle of this mm just for simplicity.
 444                  */
 445                 atomic_t has_pinned;
 446
 447                 /**
 448                  * @write_protect_seq: Locked when any thread is write
 449                  * protecting pages mapped by this mm to enforce a later COW,
 450                  * for instance during page table copying for fork().
 451                  */
 452                 seqcount_t write_protect_seq;
 453
 454 #ifdef CONFIG_MMU
 455                 atomic_long_t pgtables_bytes;   /* PTE page table pages */
 456 #endif
 457                 int map_count;                  /* number of VMAs */
 458
 459                 spinlock_t page_table_lock; /* Protects page tables and some
 460                                              * counters
 461                                              */
 462                 struct rw_semaphore mmap_lock;
 463
 464                 struct list_head mmlist; /* List of maybe swapped mm's. These
 465                                           * are globally strung together off
 466                                           * init_mm.mmlist, and are protected
 467                                           * by mmlist_lock
 468                                           */
 469
 470
 471                 unsigned long hiwater_rss; /* High-watermark of RSS usage */
 472                 unsigned long hiwater_vm;  /* High-water virtual memory usage */
 473
 474                 unsigned long total_vm;    /* Total pages mapped */
 475                 unsigned long locked_vm;   /* Pages that have PG_mlocked set */
 476                 atomic64_t    pinned_vm;   /* Refcount permanently increased */
 477                 unsigned long data_vm;     /* VM_WRITE & ~VM_SHARED & ~VM_STACK */
 478                 unsigned long exec_vm;     /* VM_EXEC & ~VM_WRITE & ~VM_STACK */
 479                 unsigned long stack_vm;    /* VM_STACK */
 480                 unsigned long def_flags;
 481
 482                 spinlock_t arg_lock; /* protect the below fields */
 483                 unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
 484                 unsigned long start_brk, brk, start_stack;
 485                 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
 486
 487                 unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
 488
 489                 /*
 490                  * Special counters, in some configurations protected by the
 491                  * page_table_lock, in other configurations by being atomic.
 492                  */
 493                 struct mm_rss_stat rss_stat;
 494
 495                 struct linux_binfmt *binfmt;
 496
 497                 /* Architecture-specific MM context */
 498                 mm_context_t context;
 499
 500                 unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access */
 501
 502                 struct core_state *core_state; /* coredumping support */
 503
 504 #ifdef CONFIG_AIO
 505                 spinlock_t                      ioctx_lock;
 506                 struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
 507 #endif
 508 #ifdef CONFIG_MEMCG
 509                 /*
 510                  * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
 511                  * user/owner of this mm. All of the following must be true in
 512                  * order for it to be changed:
 513                  *
 514                  * current == mm->owner
 515                  * current->mm != mm
 516                  * new_owner->mm == mm
 517                  * new_owner->alloc_lock is held
 518                  */
 519                 struct task_struct __rcu *owner;
 520 #endif
 521                 struct user_namespace *user_ns;
 522
 523                 /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
 524                 struct file __rcu *exe_file;
 525 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
 526                 struct mmu_notifier_subscriptions *notifier_subscriptions;
 527 #endif
 528 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
 529                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
 530 #endif
 531 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 532                 /*
 533                  * numa_next_scan is the next time that the PTEs will be marked
 534                  * pte_numa. NUMA hinting faults will gather statistics and
 535                  * migrate pages to new nodes if necessary.
 536                  */
 537                 unsigned long numa_next_scan;
 538
 539                 /* Restart point for scanning and setting pte_numa */
 540                 unsigned long numa_scan_offset;
 541
 542                 /* numa_scan_seq prevents two threads setting pte_numa */
 543                 int numa_scan_seq;
 544 #endif
 545                 /*
 546                  * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything
 547                  * that can move process memory needs to flush the TLB when
 548                  * moving a PROT_NONE or PROT_NUMA mapped page.
 549                  */
 550                 atomic_t tlb_flush_pending;
 551 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
 552                 /* See flush_tlb_batched_pending() */
 553                 bool tlb_flush_batched;
 554 #endif
 555                 struct uprobes_state uprobes_state;
 556 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 557                 atomic_long_t hugetlb_usage;
 558 #endif
 559                 struct work_struct async_put_work;
 560
 561 #ifdef CONFIG_IOMMU_SUPPORT
 562                 u32 pasid;
 563 #endif
 564         } __randomize_layout;
 565
 566         /*
 567          * The mm_cpumask needs to be at the end of mm_struct, because it
 568          * is dynamically sized based on nr_cpu_ids.
 569          */
 570         unsigned long cpu_bitmap[];
 571 };
 572
 573 extern struct mm_struct init_mm;
 574
 575 /* Pointer magic because the dynamic array size confuses some compilers. */
 576 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
 577 {
 578         unsigned long cpu_bitmap = (unsigned long)mm;
 579
 580         cpu_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
 581         cpumask_clear((struct cpumask *)cpu_bitmap);
 582 }
 583
 584 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
 585 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
 586 {
 587         return (struct cpumask *)&mm->cpu_bitmap;
 588 }
 589
 590 struct mmu_gather;
 591 extern void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm,
 592                                 unsigned long start, unsigned long end);
 593 extern void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb,
 594                                 unsigned long start, unsigned long end);
 595
 596 static inline void init_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
 597 {
 598         atomic_set(&mm->tlb_flush_pending, 0);
 599 }
 600
 601 static inline void inc_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
 602 {
 603         atomic_inc(&mm->tlb_flush_pending);
 604         /*
 605          * The only time this value is relevant is when there are indeed pages
 606          * to flush. And we'll only flush pages after changing them, which
 607          * requires the PTL.
 608          *
 609          * So the ordering here is:
 610          *
 611          *      atomic_inc(&mm->tlb_flush_pending);
 612          *      spin_lock(&ptl);
 613          *      ...
 614          *      set_pte_at();
 615          *      spin_unlock(&ptl);
 616          *
 617          *                              spin_lock(&ptl)
 618          *                              mm_tlb_flush_pending();
 619          *                              ....
 620          *                              spin_unlock(&ptl);
 621          *
 622          *      flush_tlb_range();
 623          *      atomic_dec(&mm->tlb_flush_pending);
 624          *
 625          * Where the increment if constrained by the PTL unlock, it thus
 626          * ensures that the increment is visible if the PTE modification is
 627          * visible. After all, if there is no PTE modification, nobody cares
 628          * about TLB flushes either.
 629          *
 630          * This very much relies on users (mm_tlb_flush_pending() and
 631          * mm_tlb_flush_nested()) only caring about _specific_ PTEs (and
 632          * therefore specific PTLs), because with SPLIT_PTE_PTLOCKS and RCpc
 633          * locks (PPC) the unlock of one doesn't order against the lock of
 634          * another PTL.
 635          *
 636          * The decrement is ordered by the flush_tlb_range(), such that
 637          * mm_tlb_flush_pending() will not return false unless all flushes have
 638          * completed.
 639          */
 640 }
 641
 642 static inline void dec_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
 643 {
 644         /*
 645          * See inc_tlb_flush_pending().
 646          *
 647          * This cannot be smp_mb__before_atomic() because smp_mb() simply does
 648          * not order against TLB invalidate completion, which is what we need.
 649          *
 650          * Therefore we must rely on tlb_flush_*() to guarantee order.
 651          */
 652         atomic_dec(&mm->tlb_flush_pending);
 653 }
 654
 655 static inline bool mm_tlb_flush_pending(struct mm_struct *mm)
 656 {
 657         /*
 658          * Must be called after having acquired the PTL; orders against that
 659          * PTLs release and therefore ensures that if we observe the modified
 660          * PTE we must also observe the increment from inc_tlb_flush_pending().
 661          *
 662          * That is, it only guarantees to return true if there is a flush
 663          * pending for _this_ PTL.
 664          */
 665         return atomic_read(&mm->tlb_flush_pending);
 666 }
 667
 668 static inline bool mm_tlb_flush_nested(struct mm_struct *mm)
 669 {
 670         /*
 671          * Similar to mm_tlb_flush_pending(), we must have acquired the PTL
 672          * for which there is a TLB flush pending in order to guarantee
 673          * we've seen both that PTE modification and the increment.
 674          *
 675          * (no requirement on actually still holding the PTL, that is irrelevant)
 676          */
 677         return atomic_read(&mm->tlb_flush_pending) > 1;
 678 }
 679
 680 struct vm_fault;
 681
 682 /**
 683  * typedef vm_fault_t - Return type for page fault handlers.
 684  *
 685  * Page fault handlers return a bitmask of %VM_FAULT values.
 686  */
 687 typedef __bitwise unsigned int vm_fault_t;
 688
 689 /**
 690  * enum vm_fault_reason - Page fault handlers return a bitmask of
 691  * these values to tell the core VM what happened when handling the
 692  * fault. Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
 693  * just gets major/minor fault counters bumped up.
 694  *
 695  * @VM_FAULT_OOM:               Out Of Memory
 696  * @VM_FAULT_SIGBUS:            Bad access
 697  * @VM_FAULT_MAJOR:             Page read from storage
 698  * @VM_FAULT_WRITE:             Special case for get_user_pages
 699  * @VM_FAULT_HWPOISON:          Hit poisoned small page
 700  * @VM_FAULT_HWPOISON_LARGE:    Hit poisoned large page. Index encoded
 701  *                              in upper bits
 702  * @VM_FAULT_SIGSEGV:           segmentation fault
 703  * @VM_FAULT_NOPAGE:            ->fault installed the pte, not return page
 704  * @VM_FAULT_LOCKED:            ->fault locked the returned page
 705  * @VM_FAULT_RETRY:             ->fault blocked, must retry
 706  * @VM_FAULT_FALLBACK:          huge page fault failed, fall back to small
 707  * @VM_FAULT_DONE_COW:          ->fault has fully handled COW
 708  * @VM_FAULT_NEEDDSYNC:         ->fault did not modify page tables and needs
 709  *                              fsync() to complete (for synchronous page faults
 710  *                              in DAX)
 711  * @VM_FAULT_HINDEX_MASK:       mask HINDEX value
 712  *
 713  */
 714 enum vm_fault_reason {
 715         VM_FAULT_OOM            = (__force vm_fault_t)0x000001,
 716         VM_FAULT_SIGBUS         = (__force vm_fault_t)0x000002,
 717         VM_FAULT_MAJOR          = (__force vm_fault_t)0x000004,
 718         VM_FAULT_WRITE          = (__force vm_fault_t)0x000008,
 719         VM_FAULT_HWPOISON       = (__force vm_fault_t)0x000010,
 720         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE = (__force vm_fault_t)0x000020,
 721         VM_FAULT_SIGSEGV        = (__force vm_fault_t)0x000040,
 722         VM_FAULT_NOPAGE         = (__force vm_fault_t)0x000100,
 723         VM_FAULT_LOCKED         = (__force vm_fault_t)0x000200,
 724         VM_FAULT_RETRY          = (__force vm_fault_t)0x000400,
 725         VM_FAULT_FALLBACK       = (__force vm_fault_t)0x000800,
 726         VM_FAULT_DONE_COW       = (__force vm_fault_t)0x001000,
 727         VM_FAULT_NEEDDSYNC      = (__force vm_fault_t)0x002000,
 728         VM_FAULT_HINDEX_MASK    = (__force vm_fault_t)0x0f0000,
 729 };
 730
 731 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
 732 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((__force vm_fault_t)((x) << 16))
 733 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((__force unsigned int)(x) >> 16) & 0xf)
 734
 735 #define VM_FAULT_ERROR (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS |        \
 736                         VM_FAULT_SIGSEGV | VM_FAULT_HWPOISON |  \
 737                         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_FALLBACK)
 738
 739 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
 740         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" },        \
 741         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" },     \
 742         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" },      \
 743         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" },      \
 744         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" },   \
 745         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" },     \
 746         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" },    \
 747         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" },     \
 748         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" },     \
 749         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" },      \
 750         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" },   \
 751         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" },   \
 752         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
 753
 754 struct vm_special_mapping {
 755         const char *name;       /* The name, e.g. "[vdso]". */
 756
 757         /*
 758          * If .fault is not provided, this points to a
 759          * NULL-terminated array of pages that back the special mapping.
 760          *
 761          * This must not be NULL unless .fault is provided.
 762          */
 763         struct page **pages;
 764
 765         /*
 766          * If non-NULL, then this is called to resolve page faults
 767          * on the special mapping.  If used, .pages is not checked.
 768          */
 769         vm_fault_t (*fault)(const struct vm_special_mapping *sm,
 770                                 struct vm_area_struct *vma,
 771                                 struct vm_fault *vmf);
 772
 773         int (*mremap)(const struct vm_special_mapping *sm,
 774                      struct vm_area_struct *new_vma);
 775 };
 776
 777 enum tlb_flush_reason {
 778         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
 779         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
 780         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
 781         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
 782         TLB_REMOTE_SEND_IPI,
 783         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
 784 };
 785
 786  /*
 787   * A swap entry has to fit into a "unsigned long", as the entry is hidden
 788   * in the "index" field of the swapper address space.
 789   */
 790 typedef struct {
 791         unsigned long val;
 792 } swp_entry_t;
 793
 794 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */