Merge tag 's390-5.2-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30
31 struct mempolicy;
32 struct anon_vma;
33 struct anon_vma_chain;
34 struct file_ra_state;
35 struct user_struct;
36 struct writeback_control;
37 struct bdi_writeback;
38
39 void init_mm_internals(void);
40
41 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
42 extern unsigned long max_mapnr;
43
44 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
45 {
46         max_mapnr = limit;
47 }
48 #else
49 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
50 #endif
51
52 extern atomic_long_t _totalram_pages;
53 static inline unsigned long totalram_pages(void)
54 {
55         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
56 }
57
58 static inline void totalram_pages_inc(void)
59 {
60         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
61 }
62
63 static inline void totalram_pages_dec(void)
64 {
65         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
66 }
67
68 static inline void totalram_pages_add(long count)
69 {
70         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
71 }
72
73 static inline void totalram_pages_set(long val)
74 {
75         atomic_long_set(&_totalram_pages, val);
76 }
77
78 extern void * high_memory;
79 extern int page_cluster;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/pgtable.h>
100 #include <asm/processor.h>
101
102 #ifndef __pa_symbol
103 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
104 #endif
105
106 #ifndef page_to_virt
107 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
108 #endif
109
110 #ifndef lm_alias
111 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
112 #endif
113
114 /*
115  * To prevent common memory management code establishing
116  * a zero page mapping on a read fault.
117  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
118  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
119  * related to the physical page in case of virtualization.
120  */
121 #ifndef mm_forbids_zeropage
122 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
123 #endif
124
125 /*
126  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
127  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
128  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
129  */
130 #ifndef mm_zero_struct_page
131 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
132 #endif
133
134 /*
135  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
136  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
137  * problem.
138  *
139  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
140  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
141  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
142  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
143  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
144  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
145  *
146  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
147  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
148  * that.
149  */
150 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
151 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
152
153 extern int sysctl_max_map_count;
154
155 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
156 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
157
158 extern int sysctl_overcommit_memory;
159 extern int sysctl_overcommit_ratio;
160 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
161
162 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
163                                     size_t *, loff_t *);
164 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
165                                     size_t *, loff_t *);
166
167 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
168
169 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
170 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
171
172 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
173 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
174
175 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
176
177 /*
178  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
179  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
180  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
181  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
182  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
183  * mmap() functions).
184  */
185
186 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
187 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
188 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
189
190 #ifndef CONFIG_MMU
191 extern struct rb_root nommu_region_tree;
192 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
193
194 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
195 #endif
196
197 /*
198  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
199  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
200  */
201 #define VM_NONE         0x00000000
202
203 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
204 #define VM_WRITE        0x00000002
205 #define VM_EXEC         0x00000004
206 #define VM_SHARED       0x00000008
207
208 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
209 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
210 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
211 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
212 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
213
214 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
215 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
216 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
217 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
218 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
219
220 #define VM_LOCKED       0x00002000
221 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
222
223                                         /* Used by sys_madvise() */
224 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
225 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
226
227 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
228 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
229 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
230 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
231 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
232 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
233 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
234 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
235 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
236 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
237
238 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
239 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
240 #else
241 # define VM_SOFTDIRTY   0
242 #endif
243
244 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
245 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
246 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
247 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
248
249 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
250 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
251 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
252 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
253 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
254 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
255 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
256 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
257 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
258 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
259 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
260 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
261
262 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
263 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
264 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
265 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
266 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
267 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
268 #ifdef CONFIG_PPC
269 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
270 #else
271 # define VM_PKEY_BIT4  0
272 #endif
273 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
274
275 #if defined(CONFIG_X86)
276 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
277 #elif defined(CONFIG_PPC)
278 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
279 #elif defined(CONFIG_PARISC)
280 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
281 #elif defined(CONFIG_IA64)
282 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
283 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
284 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
285 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
286 #elif !defined(CONFIG_MMU)
287 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
288 #endif
289
290 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
291 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
292 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
293 #else
294 # define VM_MPX         VM_NONE
295 #endif
296
297 #ifndef VM_GROWSUP
298 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
299 #endif
300
301 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
302 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
303
304 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
305 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
306 #endif
307
308 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
309 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
310 #else
311 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
312 #endif
313
314 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
315
316 /*
317  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
318  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
319  */
320 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
321
322 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
323 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
324
325 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
326 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
327
328 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
329 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
330 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
331 #endif
332 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
333
334 /*
335  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
336  * low four bits) to a page protection mask..
337  */
338 extern pgprot_t protection_map[16];
339
340 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
341 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
342 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
343 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
344 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
345 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
346 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
347 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
348 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
349
350 #define FAULT_FLAG_TRACE \
351         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
352         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
353         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
354         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
355         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
356         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
357         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
358         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
359         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
360
361 /*
362  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
363  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
364  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
365  *
366  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
367  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
368  *
369  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
370  */
371 struct vm_fault {
372         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
373         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
374         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
375         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
376         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
377         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
378                                          * the 'address' */
379         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
380                                          * the 'address'
381                                          */
382         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
383
384         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
385         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
386         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
387                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
388                                          * is set (which is also implied by
389                                          * VM_FAULT_ERROR).
390                                          */
391         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
392         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
393                                          * the 'address'. NULL if the page
394                                          * table hasn't been allocated.
395                                          */
396         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
397                                          * Protects pte page table if 'pte'
398                                          * is not NULL, otherwise pmd.
399                                          */
400         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
401                                          * vm_ops->map_pages() calls
402                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
403                                          * do_fault_around() pre-allocates
404                                          * page table to avoid allocation from
405                                          * atomic context.
406                                          */
407 };
408
409 /* page entry size for vm->huge_fault() */
410 enum page_entry_size {
411         PE_SIZE_PTE = 0,
412         PE_SIZE_PMD,
413         PE_SIZE_PUD,
414 };
415
416 /*
417  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
418  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
419  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
420  */
421 struct vm_operations_struct {
422         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
423         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
424         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
425         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
426         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
427         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
428                         enum page_entry_size pe_size);
429         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
430                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
431         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
432
433         /* notification that a previously read-only page is about to become
434          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
435         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
436
437         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
438         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
439
440         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
441          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
442          */
443         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
444                       void *buf, int len, int write);
445
446         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
447          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
448          * vma to be dumped unconditionally. */
449         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
450
451 #ifdef CONFIG_NUMA
452         /*
453          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
454          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
455          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
456          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
457          * mempolicy.
458          */
459         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
460
461         /*
462          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
463          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
464          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
465          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
466          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
467          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
468          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
469          * policy.
470          */
471         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
472                                         unsigned long addr);
473 #endif
474         /*
475          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
476          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
477          * (using pte_page()) would not find the correct page.
478          */
479         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
480                                           unsigned long addr);
481 };
482
483 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
484 {
485         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
486
487         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
488         vma->vm_mm = mm;
489         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
490         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
491 }
492
493 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
494 {
495         vma->vm_ops = NULL;
496 }
497
498 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
499 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
500
501 struct mmu_gather;
502 struct inode;
503
504 #define page_private(page)              ((page)->private)
505 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
506
507 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
508 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
509 {
510         return 0;
511 }
512 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
513 {
514         return 0;
515 }
516 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
517 {
518         return 0;
519 }
520 #endif
521
522 /*
523  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
524  * files which need it (119 of them)
525  */
526 #include <linux/page-flags.h>
527 #include <linux/huge_mm.h>
528
529 /*
530  * Methods to modify the page usage count.
531  *
532  * What counts for a page usage:
533  * - cache mapping   (page->mapping)
534  * - private data    (page->private)
535  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
536  *   is counted separately
537  *
538  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
539  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
540  */
541
542 /*
543  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
544  */
545 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
546 {
547         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
548         return page_ref_dec_and_test(page);
549 }
550
551 /*
552  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
553  * that is the case.
554  * This can be called when MMU is off so it must not access
555  * any of the virtual mappings.
556  */
557 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
558 {
559         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
560 }
561
562 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
563
564 enum {
565         REGION_INTERSECTS,
566         REGION_DISJOINT,
567         REGION_MIXED,
568 };
569
570 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
571                       unsigned long desc);
572
573 /* Support for virtually mapped pages */
574 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
575 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
576
577 /*
578  * Determine if an address is within the vmalloc range
579  *
580  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
581  * is no special casing required.
582  */
583 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
584 {
585 #ifdef CONFIG_MMU
586         unsigned long addr = (unsigned long)x;
587
588         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
589 #else
590         return false;
591 #endif
592 }
593 #ifdef CONFIG_MMU
594 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
595 #else
596 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
597 {
598         return 0;
599 }
600 #endif
601
602 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
603 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
604 {
605         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
606 }
607 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
608 {
609         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
610 }
611 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
612 {
613         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
614 }
615
616 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
617 {
618         size_t bytes;
619
620         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
621                 return NULL;
622
623         return kvmalloc(bytes, flags);
624 }
625
626 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
627 {
628         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
629 }
630
631 extern void kvfree(const void *addr);
632
633 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
634 {
635         return &page[1].compound_mapcount;
636 }
637
638 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
639 {
640         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
641         page = compound_head(page);
642         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
643 }
644
645 /*
646  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
647  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
648  * and atomic_add_negative(-1).
649  */
650 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
651 {
652         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
653 }
654
655 int __page_mapcount(struct page *page);
656
657 static inline int page_mapcount(struct page *page)
658 {
659         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
660
661         if (unlikely(PageCompound(page)))
662                 return __page_mapcount(page);
663         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
664 }
665
666 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
667 int total_mapcount(struct page *page);
668 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
669 #else
670 static inline int total_mapcount(struct page *page)
671 {
672         return page_mapcount(page);
673 }
674 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
675                                            int *total_mapcount)
676 {
677         int mapcount = page_mapcount(page);
678         if (total_mapcount)
679                 *total_mapcount = mapcount;
680         return mapcount;
681 }
682 #endif
683
684 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
685 {
686         struct page *page = virt_to_page(x);
687
688         return compound_head(page);
689 }
690
691 void __put_page(struct page *page);
692
693 void put_pages_list(struct list_head *pages);
694
695 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
696
697 /*
698  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
699  * prototype for that function and accessor functions.
700  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
701  */
702 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
703
704 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
705 enum compound_dtor_id {
706         NULL_COMPOUND_DTOR,
707         COMPOUND_PAGE_DTOR,
708 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
709         HUGETLB_PAGE_DTOR,
710 #endif
711 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
712         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
713 #endif
714         NR_COMPOUND_DTORS,
715 };
716 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
717
718 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
719                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
720 {
721         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
722         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
723 }
724
725 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
726 {
727         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
728         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
729 }
730
731 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
732 {
733         if (!PageHead(page))
734                 return 0;
735         return page[1].compound_order;
736 }
737
738 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
739 {
740         page[1].compound_order = order;
741 }
742
743 void free_compound_page(struct page *page);
744
745 #ifdef CONFIG_MMU
746 /*
747  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
748  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
749  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
750  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
751  */
752 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
753 {
754         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
755                 pte = pte_mkwrite(pte);
756         return pte;
757 }
758
759 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
760                 struct page *page);
761 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
762 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
763 #endif
764
765 /*
766  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
767  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
768  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
769  * only one copy in memory, at most, normally.
770  *
771  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
772  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
773  *   freelist management in the buddy allocator.
774  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
775  *
776  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
777  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
778  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
779  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
780  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
781  *
782  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
783  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
784  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
785  * and page->virtual store page management information, but all other fields
786  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
787  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
788  * subsequently been given references to it.
789  *
790  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
791  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
792  * The following discussion applies only to them.
793  *
794  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
795  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
796  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
797  * into the filesystem to release these pages.
798  *
799  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
800  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
801  * in units of PAGE_SIZE.
802  *
803  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
804  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
805  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
806  *
807  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
808  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
809  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
810  *
811  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
812  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
813  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
814  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
815  *
816  * All pagecache pages may be subject to I/O:
817  * - inode pages may need to be read from disk,
818  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
819  *   to be written back to the inode on disk,
820  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
821  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
822  *   back into memory.
823  */
824
825 /*
826  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
827  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
828  */
829
830 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
831 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
832 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
833 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
834 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
835 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
836
837 /*
838  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
839  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
840  * the compiler will optimise away reference to them.
841  */
842 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
843 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
844 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
845 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
846 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
847
848 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
849 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
850 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
851 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
852                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
853 #else
854 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
855 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
856                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
857 #endif
858
859 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
860
861 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
862 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
863 #endif
864
865 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
866 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
867 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
868 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
869 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
870 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
871
872 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
873 {
874         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
875 }
876
877 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
878 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
879 {
880         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
881 }
882 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
883                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
884 #else
885 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
886 {
887         return false;
888 }
889 #endif
890
891 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
892 void dev_pagemap_get_ops(void);
893 void dev_pagemap_put_ops(void);
894 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
895 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
896 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
897 {
898         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
899                 return false;
900         if (!is_zone_device_page(page))
901                 return false;
902         switch (page->pgmap->type) {
903         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
904         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
905         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
906                 __put_devmap_managed_page(page);
907                 return true;
908         default:
909                 break;
910         }
911         return false;
912 }
913
914 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
915 {
916         return is_zone_device_page(page) &&
917                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
918 }
919
920 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
921 {
922         return is_zone_device_page(page) &&
923                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
927 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
928 {
929         return is_zone_device_page(page) &&
930                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
931 }
932 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
933 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
934 {
935         return false;
936 }
937 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
938
939 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
940 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
941 {
942 }
943
944 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
945 {
946 }
947
948 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
949 {
950         return false;
951 }
952
953 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
954 {
955         return false;
956 }
957
958 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
959 {
960         return false;
961 }
962
963 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
964 {
965         return false;
966 }
967 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
968
969 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
970 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
971         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
972
973 static inline void get_page(struct page *page)
974 {
975         page = compound_head(page);
976         /*
977          * Getting a normal page or the head of a compound page
978          * requires to already have an elevated page->_refcount.
979          */
980         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
981         page_ref_inc(page);
982 }
983
984 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
985 {
986         page = compound_head(page);
987         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
988                 return false;
989         page_ref_inc(page);
990         return true;
991 }
992
993 static inline void put_page(struct page *page)
994 {
995         page = compound_head(page);
996
997         /*
998          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
999          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1000          * need to inform the device driver through callback. See
1001          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1002          */
1003         if (put_devmap_managed_page(page))
1004                 return;
1005
1006         if (put_page_testzero(page))
1007                 __put_page(page);
1008 }
1009
1010 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1011 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1012 #endif
1013
1014 /*
1015  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1016  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1017  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1018  * node id available in page flags.
1019  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1020  * pages in a zone.
1021  */
1022 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1023 {
1024         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1025 }
1026
1027 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1028 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1029 #else
1030 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1031 {
1032         struct page *p = (struct page *)page;
1033
1034         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1035 }
1036 #endif
1037
1038 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1039 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1040 {
1041         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1042 }
1043
1044 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1045 {
1046         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1047 }
1048
1049 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1050 {
1051         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1052 }
1053
1054 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1055 {
1056         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1057 }
1058
1059 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1060 {
1061         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1062 }
1063
1064 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1065 {
1066         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1067 }
1068
1069 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1070 {
1071         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1072 }
1073
1074 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1075 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1076 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1077 {
1078         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1079 }
1080
1081 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1082 {
1083         return page->_last_cpupid;
1084 }
1085 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1086 {
1087         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1088 }
1089 #else
1090 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1091 {
1092         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1093 }
1094
1095 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1096
1097 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1098 {
1099         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1100 }
1101 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1102 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1103 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1104 {
1105         return page_to_nid(page); /* XXX */
1106 }
1107
1108 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1109 {
1110         return page_to_nid(page); /* XXX */
1111 }
1112
1113 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1114 {
1115         return -1;
1116 }
1117
1118 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1119 {
1120         return -1;
1121 }
1122
1123 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1124 {
1125         return -1;
1126 }
1127
1128 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1129 {
1130         return -1;
1131 }
1132
1133 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1134 {
1135         return 1;
1136 }
1137
1138 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1139 {
1140 }
1141
1142 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1143 {
1144         return false;
1145 }
1146 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1147
1148 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1149 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1150 {
1151         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1152 }
1153
1154 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1155 {
1156         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1157         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1158 }
1159
1160 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1161 {
1162         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1163 }
1164 #else
1165 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1166 {
1167         return 0xff;
1168 }
1169
1170 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1171 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1172 #endif
1173
1174 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1175 {
1176         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1177 }
1178
1179 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1180 {
1181         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1182 }
1183
1184 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1185 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1186 {
1187         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1188         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1189 }
1190
1191 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1192 {
1193         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1194 }
1195 #endif
1196
1197 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1198 {
1199         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1200         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1201 }
1202
1203 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1204 {
1205         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1206         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1207 }
1208
1209 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1210         unsigned long node, unsigned long pfn)
1211 {
1212         set_page_zone(page, zone);
1213         set_page_node(page, node);
1214 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1215         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1216 #endif
1217 }
1218
1219 #ifdef CONFIG_MEMCG
1220 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1221 {
1222         return page->mem_cgroup;
1223 }
1224 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1225 {
1226         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1227         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1228 }
1229 #else
1230 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1231 {
1232         return NULL;
1233 }
1234 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1235 {
1236         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1237         return NULL;
1238 }
1239 #endif
1240
1241 /*
1242  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1243  */
1244 #include <linux/vmstat.h>
1245
1246 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1247 {
1248         return page_to_virt(page);
1249 }
1250
1251 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1252 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1253 #endif
1254
1255 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1256 static inline void *page_address(const struct page *page)
1257 {
1258         return page->virtual;
1259 }
1260 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1261 {
1262         page->virtual = address;
1263 }
1264 #define page_address_init()  do { } while(0)
1265 #endif
1266
1267 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1268 void *page_address(const struct page *page);
1269 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1270 void page_address_init(void);
1271 #endif
1272
1273 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1274 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1275 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1276 #define page_address_init()  do { } while(0)
1277 #endif
1278
1279 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1280 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1281 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1282
1283 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1284
1285 static inline
1286 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1287 {
1288         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1289                 return __page_file_mapping(page);
1290
1291         return page->mapping;
1292 }
1293
1294 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1295
1296 /*
1297  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1298  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1299  */
1300 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1301 {
1302         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1303                 return __page_file_index(page);
1304         return page->index;
1305 }
1306
1307 bool page_mapped(struct page *page);
1308 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1309 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1310
1311 /*
1312  * Return true only if the page has been allocated with
1313  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1314  * met implying that the system is under some pressure.
1315  */
1316 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1317 {
1318         /*
1319          * Page index cannot be this large so this must be
1320          * a pfmemalloc page.
1321          */
1322         return page->index == -1UL;
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1327  * page.
1328  */
1329 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1330 {
1331         page->index = -1UL;
1332 }
1333
1334 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1335 {
1336         page->index = 0;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1341  */
1342 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1343
1344 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1345
1346 /*
1347  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1348  * various contexts.
1349  */
1350 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1351
1352 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1353
1354 extern bool can_do_mlock(void);
1355 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1356 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1357
1358 /*
1359  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1360  */
1361 struct zap_details {
1362         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1363         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1364         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1365 };
1366
1367 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1368                              pte_t pte, bool with_public_device);
1369 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1370
1371 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1372                                 pmd_t pmd);
1373
1374 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1375                   unsigned long size);
1376 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1377                     unsigned long size);
1378 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1379                 unsigned long start, unsigned long end);
1380
1381 /**
1382  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1383  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1384  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1385  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1386  *             regular PUDs.
1387  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1388  *             this handler is required to be able to handle
1389  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1390  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1391  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1392  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1393  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1394  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1395  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1396  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1397  *             and a negative one means "abort current page table walk
1398  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1399  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1400  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1401  * @private:   private data for callbacks' usage
1402  *
1403  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1404  */
1405 struct mm_walk {
1406         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1407                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1408         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1409                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1410         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1411                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1412         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1413                         struct mm_walk *walk);
1414         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1415                              unsigned long addr, unsigned long next,
1416                              struct mm_walk *walk);
1417         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1418                         struct mm_walk *walk);
1419         struct mm_struct *mm;
1420         struct vm_area_struct *vma;
1421         void *private;
1422 };
1423
1424 struct mmu_notifier_range;
1425
1426 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1427                 struct mm_walk *walk);
1428 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1429 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1430                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1431 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1432                         struct vm_area_struct *vma);
1433 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1434                    struct mmu_notifier_range *range,
1435                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1436 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1437         unsigned long *pfn);
1438 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1439                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1440 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1441                         void *buf, int len, int write);
1442
1443 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1444 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1445 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1446 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1447 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1448 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1449 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1450
1451 #ifdef CONFIG_MMU
1452 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1453                         unsigned long address, unsigned int flags);
1454 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1455                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1456                             bool *unlocked);
1457 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1458                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1459 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1460                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1461 #else
1462 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1463                 unsigned long address, unsigned int flags)
1464 {
1465         /* should never happen if there's no MMU */
1466         BUG();
1467         return VM_FAULT_SIGBUS;
1468 }
1469 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1470                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1471                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1472 {
1473         /* should never happen if there's no MMU */
1474         BUG();
1475         return -EFAULT;
1476 }
1477 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1478                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1479 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1480                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1481 #endif
1482
1483 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1484                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1485 {
1486         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1487 }
1488
1489 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1490                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1491 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1492                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1493 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1494                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1495
1496 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1497                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1498                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1499                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1500 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1501                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1502                             struct vm_area_struct **vmas);
1503 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1504                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1505 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1506                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1507
1508 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined(CONFIG_CMA)
1509 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1510                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1511                             struct vm_area_struct **vmas);
1512 #else
1513 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1514                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1515                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1516 {
1517         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1518 }
1519 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1520
1521 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1522                         struct page **pages);
1523
1524 /* Container for pinned pfns / pages */
1525 struct frame_vector {
1526         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1527         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1528         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1529         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1530         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1531                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1532                                  * for access */
1533 };
1534
1535 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1536 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1537 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1538                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1539 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1540 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1541 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1542
1543 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1544 {
1545         return vec->nr_frames;
1546 }
1547
1548 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1549 {
1550         if (vec->is_pfns) {
1551                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1552
1553                 if (err)
1554                         return ERR_PTR(err);
1555         }
1556         return (struct page **)(vec->ptrs);
1557 }
1558
1559 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1560 {
1561         if (!vec->is_pfns)
1562                 frame_vector_to_pfns(vec);
1563         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1564 }
1565
1566 struct kvec;
1567 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1568                         struct page **pages);
1569 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1570 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1571
1572 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1573 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1574                               unsigned int length);
1575
1576 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1577 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1578 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1579 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1580                                 struct page *page);
1581 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1582 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1583                           struct bdi_writeback *wb);
1584 int set_page_dirty(struct page *page);
1585 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1586 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1587 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1588 {
1589         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1590         if (PageDirty(page))
1591                 __cancel_dirty_page(page);
1592 }
1593 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1594
1595 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1596
1597 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1598 {
1599         return !vma->vm_ops;
1600 }
1601
1602 #ifdef CONFIG_SHMEM
1603 /*
1604  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1605  * paths in userfault.
1606  */
1607 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1608 #else
1609 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1610 #endif
1611
1612 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1613
1614 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1615                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1616                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1617                 bool need_rmap_locks);
1618 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1619                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1620                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1621 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1622                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1623                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1624
1625 /*
1626  * doesn't attempt to fault and will return short.
1627  */
1628 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1629                           struct page **pages);
1630 /*
1631  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1632  */
1633 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1634 {
1635         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1636
1637 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1638         /*
1639          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1640          * But it's never be expected number for users.
1641          */
1642         if (val < 0)
1643                 val = 0;
1644 #endif
1645         return (unsigned long)val;
1646 }
1647
1648 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1649 {
1650         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1651 }
1652
1653 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1654 {
1655         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1656 }
1657
1658 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1659 {
1660         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1661 }
1662
1663 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1664 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1665 {
1666         if (PageSwapBacked(page))
1667                 return MM_SHMEMPAGES;
1668         return MM_FILEPAGES;
1669 }
1670
1671 static inline int mm_counter(struct page *page)
1672 {
1673         if (PageAnon(page))
1674                 return MM_ANONPAGES;
1675         return mm_counter_file(page);
1676 }
1677
1678 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1679 {
1680         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1681                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1682                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1683 }
1684
1685 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1686 {
1687         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1688 }
1689
1690 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1691 {
1692         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1693 }
1694
1695 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1696 {
1697         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1698
1699         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1700                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1701 }
1702
1703 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1704 {
1705         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1706                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1707 }
1708
1709 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1710 {
1711         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1712 }
1713
1714 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1715                                          struct mm_struct *mm)
1716 {
1717         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1718
1719         if (*maxrss < hiwater_rss)
1720                 *maxrss = hiwater_rss;
1721 }
1722
1723 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1724 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1725 #else
1726 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1727 {
1728 }
1729 #endif
1730
1731 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1732 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1733 {
1734         return 0;
1735 }
1736 #endif
1737
1738 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1739
1740 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1741                                spinlock_t **ptl);
1742 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1743                                     spinlock_t **ptl)
1744 {
1745         pte_t *ptep;
1746         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1747         return ptep;
1748 }
1749
1750 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1751 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1752                                                 unsigned long address)
1753 {
1754         return 0;
1755 }
1756 #else
1757 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1758 #endif
1759
1760 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1761 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1762                                                 unsigned long address)
1763 {
1764         return 0;
1765 }
1766 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1767 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1768
1769 #else
1770 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1771
1772 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1773 {
1774         if (mm_pud_folded(mm))
1775                 return;
1776         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1777 }
1778
1779 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1780 {
1781         if (mm_pud_folded(mm))
1782                 return;
1783         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1784 }
1785 #endif
1786
1787 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1788 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1789                                                 unsigned long address)
1790 {
1791         return 0;
1792 }
1793
1794 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1795 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1796
1797 #else
1798 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1799
1800 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1801 {
1802         if (mm_pmd_folded(mm))
1803                 return;
1804         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1805 }
1806
1807 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1808 {
1809         if (mm_pmd_folded(mm))
1810                 return;
1811         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1812 }
1813 #endif
1814
1815 #ifdef CONFIG_MMU
1816 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1817 {
1818         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1819 }
1820
1821 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1822 {
1823         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1824 }
1825
1826 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1827 {
1828         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1829 }
1830
1831 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1832 {
1833         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1834 }
1835 #else
1836
1837 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1838 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1839 {
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1844 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1845 #endif
1846
1847 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1848 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1849
1850 /*
1851  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1852  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1853  */
1854 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1855
1856 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1857 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1858                 unsigned long address)
1859 {
1860         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1861                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1862 }
1863
1864 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1865                 unsigned long address)
1866 {
1867         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1868                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1869 }
1870 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1871
1872 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1873 {
1874         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1875                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1876 }
1877 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1878
1879 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1880 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1881 void __init ptlock_cache_init(void);
1882 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1883 extern void ptlock_free(struct page *page);
1884
1885 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1886 {
1887         return page->ptl;
1888 }
1889 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1890 static inline void ptlock_cache_init(void)
1891 {
1892 }
1893
1894 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1895 {
1896         return true;
1897 }
1898
1899 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1900 {
1901 }
1902
1903 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1904 {
1905         return &page->ptl;
1906 }
1907 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1908
1909 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1910 {
1911         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1912 }
1913
1914 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1915 {
1916         /*
1917          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1918          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1919          *
1920          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1921          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1922          */
1923         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1924         if (!ptlock_alloc(page))
1925                 return false;
1926         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1927         return true;
1928 }
1929
1930 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1931 /*
1932  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1933  */
1934 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1935 {
1936         return &mm->page_table_lock;
1937 }
1938 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1939 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1940 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1941 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1942
1943 static inline void pgtable_init(void)
1944 {
1945         ptlock_cache_init();
1946         pgtable_cache_init();
1947 }
1948
1949 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1950 {
1951         if (!ptlock_init(page))
1952                 return false;
1953         __SetPageTable(page);
1954         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1955         return true;
1956 }
1957
1958 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1959 {
1960         ptlock_free(page);
1961         __ClearPageTable(page);
1962         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1963 }
1964
1965 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1966 ({                                                      \
1967         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1968         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1969         *(ptlp) = __ptl;                                \
1970         spin_lock(__ptl);                               \
1971         __pte;                                          \
1972 })
1973
1974 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1975         spin_unlock(ptl);                               \
1976         pte_unmap(pte);                                 \
1977 } while (0)
1978
1979 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
1980
1981 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1982         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1983
1984 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1985         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
1986                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1987
1988 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1989         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
1990                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1991
1992 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1993
1994 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1995 {
1996         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1997         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1998 }
1999
2000 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2001 {
2002         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2003 }
2004
2005 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2006 {
2007 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2008         page->pmd_huge_pte = NULL;
2009 #endif
2010         return ptlock_init(page);
2011 }
2012
2013 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2014 {
2015 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2016         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2017 #endif
2018         ptlock_free(page);
2019 }
2020
2021 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2022
2023 #else
2024
2025 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2026 {
2027         return &mm->page_table_lock;
2028 }
2029
2030 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2031 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2032
2033 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2034
2035 #endif
2036
2037 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2038 {
2039         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2040         spin_lock(ptl);
2041         return ptl;
2042 }
2043
2044 /*
2045  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2046  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2047  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2048  * which need to be converted from page_table_lock.
2049  */
2050 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2051 {
2052         return &mm->page_table_lock;
2053 }
2054
2055 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2056 {
2057         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2058
2059         spin_lock(ptl);
2060         return ptl;
2061 }
2062
2063 extern void __init pagecache_init(void);
2064 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2065 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2066                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2067 extern void free_initmem(void);
2068
2069 /*
2070  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2071  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2072  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2073  * Return pages freed into the buddy system.
2074  */
2075 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2076                                         int poison, const char *s);
2077
2078 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2079 /*
2080  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2081  * and totalram_pages.
2082  */
2083 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2084 #endif
2085
2086 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2087 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2088
2089 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2090
2091 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2092 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2093 {
2094         ClearPageReserved(page);
2095         init_page_count(page);
2096         __free_page(page);
2097 }
2098
2099 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2100 {
2101         __free_reserved_page(page);
2102         adjust_managed_page_count(page, 1);
2103 }
2104
2105 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2106 {
2107         SetPageReserved(page);
2108         adjust_managed_page_count(page, -1);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2113  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2114  * range [0, UCHAR_MAX].
2115  * Return pages freed into the buddy system.
2116  */
2117 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2118 {
2119         extern char __init_begin[], __init_end[];
2120
2121         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2122                                   poison, "unused kernel");
2123 }
2124
2125 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2126 {
2127         int nid;
2128         unsigned long phys_pages = 0;
2129
2130         for_each_online_node(nid)
2131                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2132
2133         return phys_pages;
2134 }
2135
2136 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2137 /*
2138  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2139  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2140  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2141  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2142  * free_area_init_node()
2143  *
2144  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2145  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2146  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2147  * usage, an architecture is expected to do something like
2148  *
2149  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2150  *                                                       max_highmem_pfn};
2151  * for_each_valid_physical_page_range()
2152  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2153  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2154  *
2155  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2156  * registered physical page range.  Similarly
2157  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2158  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2159  *
2160  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2161  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2162  */
2163 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2164 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2165 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2166                                                 unsigned long end_pfn);
2167 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2168                                                 unsigned long end_pfn);
2169 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2170                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2171 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2172 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2173                                                 unsigned long max_low_pfn);
2174 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2175
2176 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2177
2178 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2179     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2180 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2181                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2182 {
2183         return 0;
2184 }
2185 #else
2186 /* please see mm/page_alloc.c */
2187 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2188 /* there is a per-arch backend function. */
2189 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2190                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2191 #endif
2192
2193 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2194 void zero_resv_unavail(void);
2195 #else
2196 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2197 #endif
2198
2199 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2200 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2201                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2202 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2203 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2204 extern void mem_init(void);
2205 extern void __init mmap_init(void);
2206 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2207 extern long si_mem_available(void);
2208 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2209 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2210 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2211 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2212 #endif
2213
2214 extern __printf(3, 4)
2215 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2216
2217 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2218
2219 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2220 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2221
2222 /* page_alloc.c */
2223 extern int min_free_kbytes;
2224 extern int watermark_boost_factor;
2225 extern int watermark_scale_factor;
2226
2227 /* nommu.c */
2228 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2229 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2230
2231 /* interval_tree.c */
2232 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2233                               struct rb_root_cached *root);
2234 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2235                                     struct vm_area_struct *prev,
2236                                     struct rb_root_cached *root);
2237 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2238                               struct rb_root_cached *root);
2239 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2240                                 unsigned long start, unsigned long last);
2241 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2242                                 unsigned long start, unsigned long last);
2243
2244 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2245         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2246              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2247
2248 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2249                                    struct rb_root_cached *root);
2250 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2251                                    struct rb_root_cached *root);
2252 struct anon_vma_chain *
2253 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2254                                   unsigned long start, unsigned long last);
2255 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2256         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2257 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2258 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2259 #endif
2260
2261 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2262         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2263              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2264
2265 /* mmap.c */
2266 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2267 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2268         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2269         struct vm_area_struct *expand);
2270 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2271         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2272 {
2273         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2274 }
2275 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2276         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2277         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2278         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2279 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2280 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2281         unsigned long addr, int new_below);
2282 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2283         unsigned long addr, int new_below);
2284 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2285 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2286         struct rb_node **, struct rb_node *);
2287 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2288 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2289         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2290         bool *need_rmap_locks);
2291 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2292
2293 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2294                                     unsigned long new,
2295                                     unsigned long start,
2296                                     unsigned long end_data,
2297                                     unsigned long start_data)
2298 {
2299         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2300                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2301                         return -ENOSPC;
2302         }
2303
2304         return 0;
2305 }
2306
2307 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2308 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2309
2310 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2311 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2312 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2313
2314 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2315 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2316
2317 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2318                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2319 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2320                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2321                                    unsigned long flags,
2322                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2323 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2324 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2325                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2326                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2327
2328 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2329
2330 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2331         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2332         struct list_head *uf);
2333 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2334         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2335         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2336         struct list_head *uf);
2337 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2338                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2339 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2340                      struct list_head *uf);
2341
2342 static inline unsigned long
2343 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2344         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2345         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2346         struct list_head *uf)
2347 {
2348         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2349 }
2350
2351 #ifdef CONFIG_MMU
2352 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2353                          int ignore_errors);
2354 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2355 {
2356         /* Ignore errors */
2357         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2358 }
2359 #else
2360 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2361 #endif
2362
2363 /* These take the mm semaphore themselves */
2364 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2365 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2366 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2367 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2368         unsigned long, unsigned long,
2369         unsigned long, unsigned long);
2370
2371 struct vm_unmapped_area_info {
2372 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2373         unsigned long flags;
2374         unsigned long length;
2375         unsigned long low_limit;
2376         unsigned long high_limit;
2377         unsigned long align_mask;
2378         unsigned long align_offset;
2379 };
2380
2381 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2382 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2383
2384 /*
2385  * Search for an unmapped address range.
2386  *
2387  * We are looking for a range that:
2388  * - does not intersect with any VMA;
2389  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2390  * - is at least the desired size.
2391  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2392  */
2393 static inline unsigned long
2394 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2395 {
2396         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2397                 return unmapped_area_topdown(info);
2398         else
2399                 return unmapped_area(info);
2400 }
2401
2402 /* truncate.c */
2403 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2404 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2405                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2406 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2407
2408 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2409 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2410 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2411                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2412 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2413
2414 /* mm/page-writeback.c */
2415 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2416 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2417
2418 /* readahead.c */
2419 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2420
2421 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2422                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2423
2424 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2425                                struct file_ra_state *ra,
2426                                struct file *filp,
2427                                pgoff_t offset,
2428                                unsigned long size);
2429
2430 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2431                                 struct file_ra_state *ra,
2432                                 struct file *filp,
2433                                 struct page *pg,
2434                                 pgoff_t offset,
2435                                 unsigned long size);
2436
2437 extern unsigned long stack_guard_gap;
2438 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2439 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2440
2441 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2442 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2443                 unsigned long address);
2444 #if VM_GROWSUP
2445 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2446 #else
2447   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2448 #endif
2449
2450 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2451 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2452 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2453                                              struct vm_area_struct **pprev);
2454
2455 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2456    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2457 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2458 {
2459         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2460
2461         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2462                 vma = NULL;
2463         return vma;
2464 }
2465
2466 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2467 {
2468         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2469
2470         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2471                 vm_start -= stack_guard_gap;
2472                 if (vm_start > vma->vm_start)
2473                         vm_start = 0;
2474         }
2475         return vm_start;
2476 }
2477
2478 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2479 {
2480         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2481
2482         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2483                 vm_end += stack_guard_gap;
2484                 if (vm_end < vma->vm_end)
2485                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2486         }
2487         return vm_end;
2488 }
2489
2490 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2491 {
2492         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2493 }
2494
2495 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2496 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2497                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2498 {
2499         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2500
2501         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2502                 vma = NULL;
2503
2504         return vma;
2505 }
2506
2507 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2508                                 unsigned long start, unsigned long end)
2509 {
2510         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2511 }
2512
2513 #ifdef CONFIG_MMU
2514 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2515 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2516 #else
2517 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2518 {
2519         return __pgprot(0);
2520 }
2521 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2522 {
2523         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2524 }
2525 #endif
2526
2527 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2528 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2529                         unsigned long start, unsigned long end);
2530 #endif
2531
2532 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2533 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2534                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2535 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2536 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2537                         unsigned long pfn);
2538 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2539                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2540 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2541                         pfn_t pfn);
2542 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2543                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2544 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2545
2546 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2547                                 unsigned long addr, struct page *page)
2548 {
2549         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2550
2551         if (err == -ENOMEM)
2552                 return VM_FAULT_OOM;
2553         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2554                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2555
2556         return VM_FAULT_NOPAGE;
2557 }
2558
2559 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2560 {
2561         if (err == -ENOMEM)
2562                 return VM_FAULT_OOM;
2563         return VM_FAULT_SIGBUS;
2564 }
2565
2566 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2567                          unsigned int foll_flags);
2568
2569 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2570 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2571 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2572 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2573 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2574 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2575                                  * and return without waiting upon it */
2576 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2577 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2578 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2579 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2580 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2581 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2582 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2583 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2584 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2585 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2586
2587 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2588 {
2589         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2590                 return -ENOMEM;
2591         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2592                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2593         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2594                 return -EFAULT;
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2599                         void *data);
2600 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2601                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2602
2603
2604 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2605 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2606 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2607 #else
2608 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2609 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2610                                         int enable) { }
2611 #endif
2612
2613 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2614
2615 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2616 {
2617         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) && _debug_pagealloc_enabled;
2618 }
2619
2620 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2621 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2622
2623 static inline void
2624 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2625 {
2626         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2627 }
2628 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2629 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2630 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2631 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2632 static inline void
2633 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2634 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2635 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2636 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2637 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2638
2639 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2640 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2641 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2642 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2643 #else
2644 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2645 {
2646         return NULL;
2647 }
2648 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2649 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2650 {
2651         return 0;
2652 }
2653 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2654
2655 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2656
2657 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2658 extern int sysctl_drop_caches;
2659 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2660                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2661 #endif
2662
2663 void drop_slab(void);
2664 void drop_slab_node(int nid);
2665
2666 #ifndef CONFIG_MMU
2667 #define randomize_va_space 0
2668 #else
2669 extern int randomize_va_space;
2670 #endif
2671
2672 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2673 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2674
2675 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2676 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2677                 struct vmem_altmap *altmap);
2678 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2679 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2680 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2681 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2682 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2683 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2684 struct vmem_altmap;
2685 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2686 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2687 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2688 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2689                                int node);
2690 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2691                 struct vmem_altmap *altmap);
2692 void vmemmap_populate_print_last(void);
2693 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2694 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2695                 struct vmem_altmap *altmap);
2696 #endif
2697 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2698                                   unsigned long nr_pages);
2699
2700 enum mf_flags {
2701         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2702         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2703         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2704         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2705 };
2706 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2707 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2708 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2709 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2710 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2711 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2712 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2713 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2714 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2715 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2716
2717
2718 /*
2719  * Error handlers for various types of pages.
2720  */
2721 enum mf_result {
2722         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2723         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2724         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2725         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2726 };
2727
2728 enum mf_action_page_type {
2729         MF_MSG_KERNEL,
2730         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2731         MF_MSG_SLAB,
2732         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2733         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2734         MF_MSG_HUGE,
2735         MF_MSG_FREE_HUGE,
2736         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2737         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2738         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2739         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2740         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2741         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2742         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2743         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2744         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2745         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2746         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2747         MF_MSG_BUDDY,
2748         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2749         MF_MSG_DAX,
2750         MF_MSG_UNKNOWN,
2751 };
2752
2753 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2754 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2755                             unsigned long addr_hint,
2756                             unsigned int pages_per_huge_page);
2757 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2758                                 unsigned long addr_hint,
2759                                 struct vm_area_struct *vma,
2760                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2761 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2762                                 const void __user *usr_src,
2763                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2764                                 bool allow_pagefault);
2765 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2766
2767 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2768
2769 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2770 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2771 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2772
2773 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2774 {
2775         return _debug_guardpage_minorder;
2776 }
2777
2778 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2779 {
2780         return _debug_guardpage_enabled;
2781 }
2782
2783 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2784 {
2785         struct page_ext *page_ext;
2786
2787         if (!debug_guardpage_enabled())
2788                 return false;
2789
2790         page_ext = lookup_page_ext(page);
2791         if (unlikely(!page_ext))
2792                 return false;
2793
2794         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2795 }
2796 #else
2797 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2798 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2799 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2800 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2801
2802 #if MAX_NUMNODES > 1
2803 void __init setup_nr_node_ids(void);
2804 #else
2805 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2806 #endif
2807
2808 #endif /* __KERNEL__ */
2809 #endif /* _LINUX_MM_H */