mm: Cleanup faultaround and finish_fault() codepaths
[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/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
228
229 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
230 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
231
232 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
233 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
234
235 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
236
237 /*
238  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
239  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
240  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
241  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
242  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
243  * mmap() functions).
244  */
245
246 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
247 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
248 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
249
250 #ifndef CONFIG_MMU
251 extern struct rb_root nommu_region_tree;
252 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
253
254 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
255 #endif
256
257 /*
258  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
259  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
260  */
261 #define VM_NONE         0x00000000
262
263 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
264 #define VM_WRITE        0x00000002
265 #define VM_EXEC         0x00000004
266 #define VM_SHARED       0x00000008
267
268 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
269 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
270 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
271 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
272 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
273
274 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
275 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
276 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
277 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
278 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
279
280 #define VM_LOCKED       0x00002000
281 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
282
283                                         /* Used by sys_madvise() */
284 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
285 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
286
287 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
288 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
289 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
290 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
291 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
292 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
293 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
294 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
295 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
296 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
297
298 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
299 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
300 #else
301 # define VM_SOFTDIRTY   0
302 #endif
303
304 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
305 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
306 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
307 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
308
309 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
310 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
311 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
312 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
313 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
314 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
315 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
316 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
317 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
318 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
319 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
320 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
321
322 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
323 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
324 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
325 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
326 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
327 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
328 #ifdef CONFIG_PPC
329 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
330 #else
331 # define VM_PKEY_BIT4  0
332 #endif
333 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
334
335 #if defined(CONFIG_X86)
336 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
337 #elif defined(CONFIG_PPC)
338 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
339 #elif defined(CONFIG_PARISC)
340 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
341 #elif defined(CONFIG_IA64)
342 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
343 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
344 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
345 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
346 #elif defined(CONFIG_ARM64)
347 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
348 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
349 #elif !defined(CONFIG_MMU)
350 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
351 #endif
352
353 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
354 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
355 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
356 #else
357 # define VM_MTE         VM_NONE
358 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
359 #endif
360
361 #ifndef VM_GROWSUP
362 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
363 #endif
364
365 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
366 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
367
368 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
369
370 /* Common data flag combinations */
371 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
372                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
373 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
374                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
375 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
376                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
377
378 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
379 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
380 #endif
381
382 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
383 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
384 #endif
385
386 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
387 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
388 #else
389 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
390 #endif
391
392 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
393
394 /* VMA basic access permission flags */
395 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
396
397
398 /*
399  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
400  */
401 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
402
403 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
404 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
405
406 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
407 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
408
409 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
410 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
411
412 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
413 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
414 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
415 #endif
416 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
417
418 /*
419  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
420  * low four bits) to a page protection mask..
421  */
422 extern pgprot_t protection_map[16];
423
424 /**
425  * Fault flag definitions.
426  *
427  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
428  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
429  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
430  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
431  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
432  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
433  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
434  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
435  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
436  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
437  *
438  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
439  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
440  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
441  *
442  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
443  *                              this is the first try
444  *
445  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
446  *                              we've already tried at least once
447  *
448  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
449  *
450  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
451  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
452  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
453  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
454  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
455  * interrupted if necessary.
456  */
457 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
458 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
459 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
460 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
461 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
462 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
463 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
464 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
465 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
466 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
467
468 /*
469  * The default fault flags that should be used by most of the
470  * arch-specific page fault handlers.
471  */
472 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
473                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
474                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
475
476 /**
477  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
478  *
479  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
480  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
481  * to change, in which case we can try to be polite to release the
482  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
483  * processes that would also want the mmap_lock.
484  *
485  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
486  * attempt of the fault handling; false otherwise.
487  */
488 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
489 {
490         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
491             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
492 }
493
494 #define FAULT_FLAG_TRACE \
495         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
496         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
497         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
498         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
499         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
500         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
501         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
502         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
503         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
504         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
505
506 /*
507  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
508  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
509  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
510  *
511  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
512  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
513  *
514  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
515  */
516 struct vm_fault {
517         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
518         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
519         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
520         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
521         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
522         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
523                                          * the 'address' */
524         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
525                                          * the 'address'
526                                          */
527         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
528
529         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
530         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
531                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
532                                          * is set (which is also implied by
533                                          * VM_FAULT_ERROR).
534                                          */
535         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
536         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
537                                          * the 'address'. NULL if the page
538                                          * table hasn't been allocated.
539                                          */
540         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
541                                          * Protects pte page table if 'pte'
542                                          * is not NULL, otherwise pmd.
543                                          */
544         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
545                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
546                                          * table from atomic context.
547                                          * do_fault_around() pre-allocates
548                                          * page table to avoid allocation from
549                                          * atomic context.
550                                          */
551 };
552
553 /* page entry size for vm->huge_fault() */
554 enum page_entry_size {
555         PE_SIZE_PTE = 0,
556         PE_SIZE_PMD,
557         PE_SIZE_PUD,
558 };
559
560 /*
561  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
562  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
563  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
564  */
565 struct vm_operations_struct {
566         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
567         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
568         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
569         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
570         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area, unsigned long flags);
571         /*
572          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
573          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
574          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
575          */
576         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
577                         unsigned long end, unsigned long newflags);
578         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
579         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
580                         enum page_entry_size pe_size);
581         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
582                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
583         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
584
585         /* notification that a previously read-only page is about to become
586          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
587         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
588
589         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
590         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
591
592         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
593          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
594          */
595         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
596                       void *buf, int len, int write);
597
598         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
599          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
600          * vma to be dumped unconditionally. */
601         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
602
603 #ifdef CONFIG_NUMA
604         /*
605          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
606          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
607          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
608          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
609          * mempolicy.
610          */
611         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
612
613         /*
614          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
615          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
616          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
617          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
618          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
619          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
620          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
621          * policy.
622          */
623         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
624                                         unsigned long addr);
625 #endif
626         /*
627          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
628          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
629          * (using pte_page()) would not find the correct page.
630          */
631         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
632                                           unsigned long addr);
633 };
634
635 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
636 {
637         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
638
639         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
640         vma->vm_mm = mm;
641         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
642         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
643 }
644
645 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
646 {
647         vma->vm_ops = NULL;
648 }
649
650 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
651 {
652         return !vma->vm_ops;
653 }
654
655 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
656 {
657         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
658
659         if (!maybe_stack)
660                 return false;
661
662         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
663                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
664                 return true;
665
666         return false;
667 }
668
669 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
670 {
671         if (!current->mm)
672                 return true;
673
674         if (current->mm != vma->vm_mm)
675                 return true;
676
677         return false;
678 }
679
680 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
681 {
682         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
683 }
684
685 #ifdef CONFIG_SHMEM
686 /*
687  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
688  * paths in userfault.
689  */
690 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
691 #else
692 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
693 #endif
694
695 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
696
697 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
698 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
699
700 struct mmu_gather;
701 struct inode;
702
703 #include <linux/huge_mm.h>
704
705 /*
706  * Methods to modify the page usage count.
707  *
708  * What counts for a page usage:
709  * - cache mapping   (page->mapping)
710  * - private data    (page->private)
711  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
712  *   is counted separately
713  *
714  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
715  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
716  */
717
718 /*
719  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
720  */
721 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
722 {
723         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
724         return page_ref_dec_and_test(page);
725 }
726
727 /*
728  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
729  * that is the case.
730  * This can be called when MMU is off so it must not access
731  * any of the virtual mappings.
732  */
733 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
734 {
735         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
736 }
737
738 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
739
740 enum {
741         REGION_INTERSECTS,
742         REGION_DISJOINT,
743         REGION_MIXED,
744 };
745
746 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
747                       unsigned long desc);
748
749 /* Support for virtually mapped pages */
750 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
751 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
752
753 /*
754  * Determine if an address is within the vmalloc range
755  *
756  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
757  * is no special casing required.
758  */
759
760 #ifndef is_ioremap_addr
761 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
762 #endif
763
764 #ifdef CONFIG_MMU
765 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
766 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
767 #else
768 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
769 {
770         return false;
771 }
772 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
773 {
774         return 0;
775 }
776 #endif
777
778 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
779 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
780 {
781         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
782 }
783 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
784 {
785         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
786 }
787 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
788 {
789         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
790 }
791
792 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
793 {
794         size_t bytes;
795
796         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
797                 return NULL;
798
799         return kvmalloc(bytes, flags);
800 }
801
802 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
803 {
804         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
805 }
806
807 extern void kvfree(const void *addr);
808 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
809
810 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
811 {
812         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
813 }
814
815 /*
816  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
817  *
818  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
819  */
820 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
821 {
822         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
823         page = compound_head(page);
824         return head_compound_mapcount(page);
825 }
826
827 /*
828  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
829  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
830  * and atomic_add_negative(-1).
831  */
832 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
833 {
834         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
835 }
836
837 int __page_mapcount(struct page *page);
838
839 /*
840  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
841  * compound_mapcount().
842  *
843  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
844  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
845  * They use this place in struct page differently.
846  */
847 static inline int page_mapcount(struct page *page)
848 {
849         if (unlikely(PageCompound(page)))
850                 return __page_mapcount(page);
851         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
852 }
853
854 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
855 int total_mapcount(struct page *page);
856 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
857 #else
858 static inline int total_mapcount(struct page *page)
859 {
860         return page_mapcount(page);
861 }
862 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
863                                            int *total_mapcount)
864 {
865         int mapcount = page_mapcount(page);
866         if (total_mapcount)
867                 *total_mapcount = mapcount;
868         return mapcount;
869 }
870 #endif
871
872 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
873 {
874         struct page *page = virt_to_page(x);
875
876         return compound_head(page);
877 }
878
879 void __put_page(struct page *page);
880
881 void put_pages_list(struct list_head *pages);
882
883 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
884
885 /*
886  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
887  * prototype for that function and accessor functions.
888  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
889  */
890 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
891
892 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
893 enum compound_dtor_id {
894         NULL_COMPOUND_DTOR,
895         COMPOUND_PAGE_DTOR,
896 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
897         HUGETLB_PAGE_DTOR,
898 #endif
899 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
900         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
901 #endif
902         NR_COMPOUND_DTORS,
903 };
904 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
905
906 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
907                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
908 {
909         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
910         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
911 }
912
913 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
914 {
915         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
916         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
917 }
918
919 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
920 {
921         if (!PageHead(page))
922                 return 0;
923         return page[1].compound_order;
924 }
925
926 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
927 {
928         /*
929          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
930          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
931          * pages cannot support it.
932          */
933         page = compound_head(page);
934         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
935 }
936
937 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
938 {
939         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
940 }
941
942 static inline int compound_pincount(struct page *page)
943 {
944         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
945         page = compound_head(page);
946         return head_compound_pincount(page);
947 }
948
949 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
950 {
951         page[1].compound_order = order;
952         page[1].compound_nr = 1U << order;
953 }
954
955 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
956 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
957 {
958         if (!PageHead(page))
959                 return 1;
960         return page[1].compound_nr;
961 }
962
963 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
964 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
965 {
966         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
967 }
968
969 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
970 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
971 {
972         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
973 }
974
975 void free_compound_page(struct page *page);
976
977 #ifdef CONFIG_MMU
978 /*
979  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
980  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
981  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
982  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
983  */
984 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
985 {
986         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
987                 pte = pte_mkwrite(pte);
988         return pte;
989 }
990
991 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
992 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
993
994 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
995 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
996 #endif
997
998 /*
999  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1000  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1001  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1002  * only one copy in memory, at most, normally.
1003  *
1004  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1005  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1006  *   freelist management in the buddy allocator.
1007  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1008  *
1009  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1010  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1011  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1012  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1013  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1014  *
1015  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1016  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1017  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1018  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1019  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1020  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1021  * subsequently been given references to it.
1022  *
1023  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1024  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1025  * The following discussion applies only to them.
1026  *
1027  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1028  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1029  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1030  * into the filesystem to release these pages.
1031  *
1032  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1033  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1034  * in units of PAGE_SIZE.
1035  *
1036  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1037  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1038  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1039  *
1040  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1041  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1042  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1043  *
1044  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1045  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1046  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1047  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1048  *
1049  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1050  * - inode pages may need to be read from disk,
1051  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1052  *   to be written back to the inode on disk,
1053  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1054  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1055  *   back into memory.
1056  */
1057
1058 /*
1059  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1060  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1061  */
1062
1063 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1064 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1065 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1066 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1067 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1068 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1069
1070 /*
1071  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1072  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1073  * the compiler will optimise away reference to them.
1074  */
1075 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1076 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1077 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1078 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1079 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1080
1081 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1082 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1083 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1084 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1085                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1086 #else
1087 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1088 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1089                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1090 #endif
1091
1092 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1093
1094 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1095 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1096 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1097 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1098 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1099 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1100
1101 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1102 {
1103         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1104         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1105 }
1106
1107 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1108 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1109 {
1110         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1111 }
1112 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1113                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1114 #else
1115 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1116 {
1117         return false;
1118 }
1119 #endif
1120
1121 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1122 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1123 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1124
1125 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1126 {
1127         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1128                 return false;
1129         if (!is_zone_device_page(page))
1130                 return false;
1131         switch (page->pgmap->type) {
1132         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1133         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1134                 return true;
1135         default:
1136                 break;
1137         }
1138         return false;
1139 }
1140
1141 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1142
1143 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1144 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1145 {
1146         return false;
1147 }
1148
1149 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1150 {
1151 }
1152 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1153
1154 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1155 {
1156         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1157                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1158                 is_zone_device_page(page) &&
1159                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1160 }
1161
1162 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1163 {
1164         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1165                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1166                 is_zone_device_page(page) &&
1167                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1168 }
1169
1170 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1171 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1172         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1173
1174 static inline void get_page(struct page *page)
1175 {
1176         page = compound_head(page);
1177         /*
1178          * Getting a normal page or the head of a compound page
1179          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1180          */
1181         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1182         page_ref_inc(page);
1183 }
1184
1185 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1186
1187 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1188 {
1189         page = compound_head(page);
1190         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1191                 return false;
1192         page_ref_inc(page);
1193         return true;
1194 }
1195
1196 static inline void put_page(struct page *page)
1197 {
1198         page = compound_head(page);
1199
1200         /*
1201          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1202          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1203          * need to inform the device driver through callback. See
1204          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1205          */
1206         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1207                 put_devmap_managed_page(page);
1208                 return;
1209         }
1210
1211         if (put_page_testzero(page))
1212                 __put_page(page);
1213 }
1214
1215 /*
1216  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1217  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1218  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1219  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1220  *
1221  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1222  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1223  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1224  *
1225  * Choice of value:
1226  *
1227  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1228  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1229  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1230  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1231  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1232  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1233  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1234  *
1235  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1236  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1237  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1238  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1239  * issue.
1240  *
1241  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1242  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1243  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1244  * table entries.
1245  */
1246 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1247
1248 void unpin_user_page(struct page *page);
1249 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1250                                  bool make_dirty);
1251 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1252
1253 /**
1254  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1255  *
1256  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1257  * pin_user_pages*().
1258  *
1259  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1260  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1261  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1262  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1263  *
1264  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1265  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1266  * deal gracefully with a false positive.
1267  *
1268  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1269  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1270  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1271  * scheme).
1272  *
1273  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1274  *
1275  * @page:       pointer to page to be queried.
1276  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1277  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1278  */
1279 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1280 {
1281         if (hpage_pincount_available(page))
1282                 return compound_pincount(page) > 0;
1283
1284         /*
1285          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1286          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1287          * further incrementing the refcount.
1288          *
1289          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1290          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1291          */
1292         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1293                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1294 }
1295
1296 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1297 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1298 #endif
1299
1300 /*
1301  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1302  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1303  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1304  * node id available in page flags.
1305  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1306  * pages in a zone.
1307  */
1308 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1309 {
1310         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1311 }
1312
1313 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1314 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1315 #else
1316 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1317 {
1318         struct page *p = (struct page *)page;
1319
1320         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1321 }
1322 #endif
1323
1324 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1325 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1326 {
1327         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1328 }
1329
1330 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1331 {
1332         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1333 }
1334
1335 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1336 {
1337         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1338 }
1339
1340 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1341 {
1342         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1343 }
1344
1345 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1346 {
1347         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1348 }
1349
1350 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1351 {
1352         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1353 }
1354
1355 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1356 {
1357         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1358 }
1359
1360 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1361 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1362 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1363 {
1364         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1365 }
1366
1367 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1368 {
1369         return page->_last_cpupid;
1370 }
1371 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1372 {
1373         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1374 }
1375 #else
1376 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1377 {
1378         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1379 }
1380
1381 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1382
1383 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1384 {
1385         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1386 }
1387 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1388 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1389 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1390 {
1391         return page_to_nid(page); /* XXX */
1392 }
1393
1394 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1395 {
1396         return page_to_nid(page); /* XXX */
1397 }
1398
1399 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1400 {
1401         return -1;
1402 }
1403
1404 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1405 {
1406         return -1;
1407 }
1408
1409 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1410 {
1411         return -1;
1412 }
1413
1414 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1415 {
1416         return -1;
1417 }
1418
1419 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1420 {
1421         return true;
1422 }
1423
1424 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1425 {
1426 }
1427
1428 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1429 {
1430         return false;
1431 }
1432 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1433
1434 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1435
1436 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1437 {
1438         if (kasan_enabled())
1439                 return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1440         return 0xff;
1441 }
1442
1443 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1444 {
1445         if (kasan_enabled()) {
1446                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1447                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1448         }
1449 }
1450
1451 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1452 {
1453         if (kasan_enabled())
1454                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1455 }
1456
1457 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1458
1459 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1460 {
1461         return 0xff;
1462 }
1463
1464 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1465 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1466
1467 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1468
1469 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1470 {
1471         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1472 }
1473
1474 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1475 {
1476         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1477 }
1478
1479 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1480 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1481 {
1482         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1483         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1484 }
1485
1486 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1487 {
1488         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1489 }
1490 #endif
1491
1492 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1493 {
1494         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1495         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1496 }
1497
1498 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1499 {
1500         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1501         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1502 }
1503
1504 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1505         unsigned long node, unsigned long pfn)
1506 {
1507         set_page_zone(page, zone);
1508         set_page_node(page, node);
1509 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1510         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1511 #endif
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1516  */
1517 #include <linux/vmstat.h>
1518
1519 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1520 {
1521         return page_to_virt(page);
1522 }
1523
1524 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1525 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1526 #endif
1527
1528 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1529 static inline void *page_address(const struct page *page)
1530 {
1531         return page->virtual;
1532 }
1533 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1534 {
1535         page->virtual = address;
1536 }
1537 #define page_address_init()  do { } while(0)
1538 #endif
1539
1540 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1541 void *page_address(const struct page *page);
1542 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1543 void page_address_init(void);
1544 #endif
1545
1546 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1547 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1548 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1549 #define page_address_init()  do { } while(0)
1550 #endif
1551
1552 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1553 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1554 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1555
1556 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1557
1558 static inline
1559 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1560 {
1561         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1562                 return __page_file_mapping(page);
1563
1564         return page->mapping;
1565 }
1566
1567 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1568
1569 /*
1570  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1571  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1572  */
1573 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1574 {
1575         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1576                 return __page_file_index(page);
1577         return page->index;
1578 }
1579
1580 bool page_mapped(struct page *page);
1581 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1582 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1583
1584 /*
1585  * Return true only if the page has been allocated with
1586  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1587  * met implying that the system is under some pressure.
1588  */
1589 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1590 {
1591         /*
1592          * Page index cannot be this large so this must be
1593          * a pfmemalloc page.
1594          */
1595         return page->index == -1UL;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1600  * page.
1601  */
1602 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1603 {
1604         page->index = -1UL;
1605 }
1606
1607 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1608 {
1609         page->index = 0;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1614  */
1615 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1616
1617 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1618 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1619
1620 /*
1621  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1622  * various contexts.
1623  */
1624 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1625
1626 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1627
1628 #ifdef CONFIG_MMU
1629 extern bool can_do_mlock(void);
1630 #else
1631 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1632 #endif
1633 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1634 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1635
1636 /*
1637  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1638  */
1639 struct zap_details {
1640         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1641         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1642         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1643 };
1644
1645 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1646                              pte_t pte);
1647 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1648                                 pmd_t pmd);
1649
1650 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1651                   unsigned long size);
1652 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1653                     unsigned long size);
1654 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1655                 unsigned long start, unsigned long end);
1656
1657 struct mmu_notifier_range;
1658
1659 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1660                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1661 int
1662 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1663 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1664                 struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp,
1665                 spinlock_t **ptlp);
1666 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1667         unsigned long *pfn);
1668 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1669                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1670 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1671                         void *buf, int len, int write);
1672
1673 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1674 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1675 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1676 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1677 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1678 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1679 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1680
1681 #ifdef CONFIG_MMU
1682 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1683                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1684                                   struct pt_regs *regs);
1685 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1686                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1687                             bool *unlocked);
1688 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1689                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1690 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1691                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1692 #else
1693 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1694                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1695                                          struct pt_regs *regs)
1696 {
1697         /* should never happen if there's no MMU */
1698         BUG();
1699         return VM_FAULT_SIGBUS;
1700 }
1701 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1702                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1703 {
1704         /* should never happen if there's no MMU */
1705         BUG();
1706         return -EFAULT;
1707 }
1708 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1709                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1710 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1711                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1712 #endif
1713
1714 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1715                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1716 {
1717         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1718 }
1719
1720 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1721                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1722 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1723                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1724 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1725                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1726
1727 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1728                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1729                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1730                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1731 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1732                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1733                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1734                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1735 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1736                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1737                             struct vm_area_struct **vmas);
1738 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1739                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1740                     struct vm_area_struct **vmas);
1741 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1742                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1743 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1744                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1745 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1746                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1747 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1748                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1749
1750 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1751                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1752 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1753                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1754
1755 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1756 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1757                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1758
1759 /* Container for pinned pfns / pages */
1760 struct frame_vector {
1761         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1762         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1763         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1764         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1765         void *ptrs[];           /* Array of pinned pfns / pages. Use
1766                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1767                                  * for access */
1768 };
1769
1770 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1771 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1772 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1773                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1774 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1775 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1776 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1777
1778 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1779 {
1780         return vec->nr_frames;
1781 }
1782
1783 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1784 {
1785         if (vec->is_pfns) {
1786                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1787
1788                 if (err)
1789                         return ERR_PTR(err);
1790         }
1791         return (struct page **)(vec->ptrs);
1792 }
1793
1794 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1795 {
1796         if (!vec->is_pfns)
1797                 frame_vector_to_pfns(vec);
1798         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1799 }
1800
1801 struct kvec;
1802 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1803                         struct page **pages);
1804 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1805 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1806
1807 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1808 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1809                               unsigned int length);
1810
1811 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1812 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1813 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1814 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1815                                 struct page *page);
1816 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1817 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1818                           struct bdi_writeback *wb);
1819 int set_page_dirty(struct page *page);
1820 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1821 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1822 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1823 {
1824         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1825         if (PageDirty(page))
1826                 __cancel_dirty_page(page);
1827 }
1828 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1829
1830 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1831
1832 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1833                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1834                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1835                 bool need_rmap_locks);
1836
1837 /*
1838  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1839  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1840  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1841  * time.
1842  */
1843 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1844 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1845 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1846 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1847 /* Whether this change is for write protecting */
1848 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1849 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1850 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1851                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1852
1853 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1854                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1855                               unsigned long cp_flags);
1856 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1857                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1858                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1859
1860 /*
1861  * doesn't attempt to fault and will return short.
1862  */
1863 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1864                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1865 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1866                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1867
1868 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1869                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1870 {
1871         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1872 }
1873 /*
1874  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1875  */
1876 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1877 {
1878         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1879
1880 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1881         /*
1882          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1883          * But it's never be expected number for users.
1884          */
1885         if (val < 0)
1886                 val = 0;
1887 #endif
1888         return (unsigned long)val;
1889 }
1890
1891 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1892
1893 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1894 {
1895         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1896
1897         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1898 }
1899
1900 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1901 {
1902         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1903
1904         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1905 }
1906
1907 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1908 {
1909         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1910
1911         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1912 }
1913
1914 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1915 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1916 {
1917         if (PageSwapBacked(page))
1918                 return MM_SHMEMPAGES;
1919         return MM_FILEPAGES;
1920 }
1921
1922 static inline int mm_counter(struct page *page)
1923 {
1924         if (PageAnon(page))
1925                 return MM_ANONPAGES;
1926         return mm_counter_file(page);
1927 }
1928
1929 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1930 {
1931         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1932                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1933                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1934 }
1935
1936 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1937 {
1938         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1939 }
1940
1941 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1942 {
1943         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1944 }
1945
1946 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1947 {
1948         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1949
1950         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1951                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1952 }
1953
1954 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1955 {
1956         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1957                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1958 }
1959
1960 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1961 {
1962         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1963 }
1964
1965 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1966                                          struct mm_struct *mm)
1967 {
1968         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1969
1970         if (*maxrss < hiwater_rss)
1971                 *maxrss = hiwater_rss;
1972 }
1973
1974 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1975 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1976 #else
1977 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1978 {
1979 }
1980 #endif
1981
1982 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1983 static inline int pte_special(pte_t pte)
1984 {
1985         return 0;
1986 }
1987
1988 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1989 {
1990         return pte;
1991 }
1992 #endif
1993
1994 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1995 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1996 {
1997         return 0;
1998 }
1999 #endif
2000
2001 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2002
2003 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2004                                spinlock_t **ptl);
2005 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2006                                     spinlock_t **ptl)
2007 {
2008         pte_t *ptep;
2009         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2010         return ptep;
2011 }
2012
2013 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2014 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2015                                                 unsigned long address)
2016 {
2017         return 0;
2018 }
2019 #else
2020 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2021 #endif
2022
2023 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2024 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2025                                                 unsigned long address)
2026 {
2027         return 0;
2028 }
2029 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2030 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2031
2032 #else
2033 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2034
2035 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2036 {
2037         if (mm_pud_folded(mm))
2038                 return;
2039         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2040 }
2041
2042 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2043 {
2044         if (mm_pud_folded(mm))
2045                 return;
2046         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2047 }
2048 #endif
2049
2050 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2051 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2052                                                 unsigned long address)
2053 {
2054         return 0;
2055 }
2056
2057 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2058 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2059
2060 #else
2061 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2062
2063 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2064 {
2065         if (mm_pmd_folded(mm))
2066                 return;
2067         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2068 }
2069
2070 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2071 {
2072         if (mm_pmd_folded(mm))
2073                 return;
2074         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2075 }
2076 #endif
2077
2078 #ifdef CONFIG_MMU
2079 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2080 {
2081         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2082 }
2083
2084 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2085 {
2086         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2087 }
2088
2089 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2090 {
2091         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2092 }
2093
2094 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2095 {
2096         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2097 }
2098 #else
2099
2100 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2101 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2102 {
2103         return 0;
2104 }
2105
2106 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2107 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2108 #endif
2109
2110 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2111 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2112
2113 #if defined(CONFIG_MMU)
2114
2115 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2116                 unsigned long address)
2117 {
2118         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2119                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2120 }
2121
2122 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2123                 unsigned long address)
2124 {
2125         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2126                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2127 }
2128
2129 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2130 {
2131         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2132                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2133 }
2134 #endif /* CONFIG_MMU */
2135
2136 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2137 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2138 void __init ptlock_cache_init(void);
2139 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2140 extern void ptlock_free(struct page *page);
2141
2142 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2143 {
2144         return page->ptl;
2145 }
2146 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2147 static inline void ptlock_cache_init(void)
2148 {
2149 }
2150
2151 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2152 {
2153         return true;
2154 }
2155
2156 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2157 {
2158 }
2159
2160 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2161 {
2162         return &page->ptl;
2163 }
2164 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2165
2166 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2167 {
2168         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2169 }
2170
2171 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2172 {
2173         /*
2174          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2175          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2176          *
2177          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2178          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2179          */
2180         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2181         if (!ptlock_alloc(page))
2182                 return false;
2183         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2184         return true;
2185 }
2186
2187 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2188 /*
2189  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2190  */
2191 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2192 {
2193         return &mm->page_table_lock;
2194 }
2195 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2196 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2197 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2198 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2199
2200 static inline void pgtable_init(void)
2201 {
2202         ptlock_cache_init();
2203         pgtable_cache_init();
2204 }
2205
2206 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2207 {
2208         if (!ptlock_init(page))
2209                 return false;
2210         __SetPageTable(page);
2211         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2212         return true;
2213 }
2214
2215 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2216 {
2217         ptlock_free(page);
2218         __ClearPageTable(page);
2219         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2220 }
2221
2222 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2223 ({                                                      \
2224         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2225         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2226         *(ptlp) = __ptl;                                \
2227         spin_lock(__ptl);                               \
2228         __pte;                                          \
2229 })
2230
2231 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2232         spin_unlock(ptl);                               \
2233         pte_unmap(pte);                                 \
2234 } while (0)
2235
2236 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2237
2238 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2239         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2240
2241 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2242         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2243                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2244
2245 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2246         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2247                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2248
2249 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2250
2251 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2252 {
2253         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2254         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2255 }
2256
2257 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2258 {
2259         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2260 }
2261
2262 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2263 {
2264 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2265         page->pmd_huge_pte = NULL;
2266 #endif
2267         return ptlock_init(page);
2268 }
2269
2270 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2271 {
2272 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2273         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2274 #endif
2275         ptlock_free(page);
2276 }
2277
2278 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2279
2280 #else
2281
2282 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2283 {
2284         return &mm->page_table_lock;
2285 }
2286
2287 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2288 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2289
2290 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2291
2292 #endif
2293
2294 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2295 {
2296         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2297         spin_lock(ptl);
2298         return ptl;
2299 }
2300
2301 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2302 {
2303         if (!pmd_ptlock_init(page))
2304                 return false;
2305         __SetPageTable(page);
2306         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2307         return true;
2308 }
2309
2310 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2311 {
2312         pmd_ptlock_free(page);
2313         __ClearPageTable(page);
2314         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2319  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2320  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2321  * which need to be converted from page_table_lock.
2322  */
2323 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2324 {
2325         return &mm->page_table_lock;
2326 }
2327
2328 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2329 {
2330         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2331
2332         spin_lock(ptl);
2333         return ptl;
2334 }
2335
2336 extern void __init pagecache_init(void);
2337 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2338 extern void free_initmem(void);
2339
2340 /*
2341  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2342  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2343  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2344  * Return pages freed into the buddy system.
2345  */
2346 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2347                                         int poison, const char *s);
2348
2349 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2350 /*
2351  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2352  * and totalram_pages.
2353  */
2354 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2355 #endif
2356
2357 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2358 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2359
2360 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2361
2362 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2363 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2364 {
2365         ClearPageReserved(page);
2366         init_page_count(page);
2367         __free_page(page);
2368 }
2369
2370 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2371 {
2372         __free_reserved_page(page);
2373         adjust_managed_page_count(page, 1);
2374 }
2375
2376 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2377 {
2378         SetPageReserved(page);
2379         adjust_managed_page_count(page, -1);
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2384  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2385  * range [0, UCHAR_MAX].
2386  * Return pages freed into the buddy system.
2387  */
2388 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2389 {
2390         extern char __init_begin[], __init_end[];
2391
2392         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2393                                   poison, "unused kernel");
2394 }
2395
2396 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2397 {
2398         int nid;
2399         unsigned long phys_pages = 0;
2400
2401         for_each_online_node(nid)
2402                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2403
2404         return phys_pages;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2409  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2410  * architecture independent manner.
2411  *
2412  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2413  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2414  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2415  * usage, an architecture is expected to do something like
2416  *
2417  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2418  *                                                       max_highmem_pfn};
2419  * for_each_valid_physical_page_range()
2420  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2421  * free_area_init(max_zone_pfns);
2422  */
2423 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2424 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2425 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2426                                                 unsigned long end_pfn);
2427 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2428                                                 unsigned long end_pfn);
2429 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2430                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2431 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2432
2433 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2434 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2435 {
2436         return 0;
2437 }
2438 #else
2439 /* please see mm/page_alloc.c */
2440 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2441 #endif
2442
2443 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2444 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2445                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2446                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2447 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2448 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2449 extern void mem_init(void);
2450 extern void __init mmap_init(void);
2451 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2452 extern long si_mem_available(void);
2453 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2454 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2455 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2456 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2457 #endif
2458
2459 extern __printf(3, 4)
2460 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2461
2462 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2463
2464 /* page_alloc.c */
2465 extern int min_free_kbytes;
2466 extern int watermark_boost_factor;
2467 extern int watermark_scale_factor;
2468 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2469
2470 /* nommu.c */
2471 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2472 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2473
2474 /* interval_tree.c */
2475 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2476                               struct rb_root_cached *root);
2477 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2478                                     struct vm_area_struct *prev,
2479                                     struct rb_root_cached *root);
2480 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2481                               struct rb_root_cached *root);
2482 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2483                                 unsigned long start, unsigned long last);
2484 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2485                                 unsigned long start, unsigned long last);
2486
2487 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2488         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2489              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2490
2491 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2492                                    struct rb_root_cached *root);
2493 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2494                                    struct rb_root_cached *root);
2495 struct anon_vma_chain *
2496 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2497                                   unsigned long start, unsigned long last);
2498 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2499         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2500 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2501 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2502 #endif
2503
2504 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2505         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2506              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2507
2508 /* mmap.c */
2509 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2510 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2511         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2512         struct vm_area_struct *expand);
2513 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2514         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2515 {
2516         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2517 }
2518 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2519         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2520         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2521         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2522 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2523 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2524         unsigned long addr, int new_below);
2525 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2526         unsigned long addr, int new_below);
2527 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2528 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2529         struct rb_node **, struct rb_node *);
2530 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2531 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2532         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2533         bool *need_rmap_locks);
2534 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2535
2536 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2537                                     unsigned long new,
2538                                     unsigned long start,
2539                                     unsigned long end_data,
2540                                     unsigned long start_data)
2541 {
2542         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2543                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2544                         return -ENOSPC;
2545         }
2546
2547         return 0;
2548 }
2549
2550 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2551 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2552
2553 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2554 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2555 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2556
2557 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2558 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2559
2560 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2561                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2562 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2563                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2564                                    unsigned long flags,
2565                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2566 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2567 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2568                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2569                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2570
2571 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2572
2573 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2574
2575 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2576         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2577         struct list_head *uf);
2578 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2579         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2580         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2581 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2582                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2583 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2584                      struct list_head *uf);
2585 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2586
2587 #ifdef CONFIG_MMU
2588 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2589                          int ignore_errors);
2590 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2591 {
2592         /* Ignore errors */
2593         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2594 }
2595 #else
2596 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2597 #endif
2598
2599 /* These take the mm semaphore themselves */
2600 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2601 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2602 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2603 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2604         unsigned long, unsigned long,
2605         unsigned long, unsigned long);
2606
2607 struct vm_unmapped_area_info {
2608 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2609         unsigned long flags;
2610         unsigned long length;
2611         unsigned long low_limit;
2612         unsigned long high_limit;
2613         unsigned long align_mask;
2614         unsigned long align_offset;
2615 };
2616
2617 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2618
2619 /* truncate.c */
2620 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2621 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2622                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2623 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2624
2625 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2626 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2627 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2628                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2629 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2630
2631 /* mm/page-writeback.c */
2632 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2633 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2634
2635 extern unsigned long stack_guard_gap;
2636 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2637 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2638
2639 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2640 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2641                 unsigned long address);
2642 #if VM_GROWSUP
2643 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2644 #else
2645   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2646 #endif
2647
2648 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2649 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2650 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2651                                              struct vm_area_struct **pprev);
2652
2653 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2654    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2655 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2656 {
2657         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2658
2659         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2660                 vma = NULL;
2661         return vma;
2662 }
2663
2664 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2665 {
2666         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2667
2668         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2669                 vm_start -= stack_guard_gap;
2670                 if (vm_start > vma->vm_start)
2671                         vm_start = 0;
2672         }
2673         return vm_start;
2674 }
2675
2676 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2677 {
2678         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2679
2680         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2681                 vm_end += stack_guard_gap;
2682                 if (vm_end < vma->vm_end)
2683                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2684         }
2685         return vm_end;
2686 }
2687
2688 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2689 {
2690         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2691 }
2692
2693 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2694 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2695                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2696 {
2697         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2698
2699         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2700                 vma = NULL;
2701
2702         return vma;
2703 }
2704
2705 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2706                                 unsigned long start, unsigned long end)
2707 {
2708         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2709 }
2710
2711 #ifdef CONFIG_MMU
2712 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2713 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2714 #else
2715 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2716 {
2717         return __pgprot(0);
2718 }
2719 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2720 {
2721         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2722 }
2723 #endif
2724
2725 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2726
2727 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2728 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2729                         unsigned long start, unsigned long end);
2730 #endif
2731
2732 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2733 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2734                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2735 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2736 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2737                         struct page **pages, unsigned long *num);
2738 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2739                                 unsigned long num);
2740 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2741                                 unsigned long num);
2742 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2743                         unsigned long pfn);
2744 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2745                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2746 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2747                         pfn_t pfn);
2748 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2749                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2750 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2751                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2752 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2753
2754 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2755                                 unsigned long addr, struct page *page)
2756 {
2757         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2758
2759         if (err == -ENOMEM)
2760                 return VM_FAULT_OOM;
2761         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2762                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2763
2764         return VM_FAULT_NOPAGE;
2765 }
2766
2767 #ifndef io_remap_pfn_range
2768 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2769                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2770                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2771 {
2772         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2773 }
2774 #endif
2775
2776 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2777 {
2778         if (err == -ENOMEM)
2779                 return VM_FAULT_OOM;
2780         return VM_FAULT_SIGBUS;
2781 }
2782
2783 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2784                          unsigned int foll_flags);
2785
2786 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2787 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2788 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2789 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2790 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2791 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2792                                  * and return without waiting upon it */
2793 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2794 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2795 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2796 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2797 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2798 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2799 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2800 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2801 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2802 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2803 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2804 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2805 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2806 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2807
2808 /*
2809  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2810  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2811  *
2812  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2813  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2814  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2815  *
2816  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2817  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2818  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2819  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2820  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2821  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2822  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2823  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2824  *
2825  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2826  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2827  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2828  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2829  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2830  *
2831  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2832  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2833  * FOLL_LONGTERM is specified.
2834  *
2835  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2836  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2837  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2838  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2839  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2840  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2841  * a call to unpin_user_page().
2842  *
2843  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2844  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2845  * its own acquire and release mechanisms:
2846  *
2847  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2848  *
2849  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2850  *
2851  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2852  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2853  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2854  * callers, not on the pages.)
2855  *
2856  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2857  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2858  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2859  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2860  *
2861  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2862  */
2863
2864 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2865 {
2866         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2867                 return -ENOMEM;
2868         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2869                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2870         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2871                 return -EFAULT;
2872         return 0;
2873 }
2874
2875 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2876 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2877                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2878 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2879                                    unsigned long address, unsigned long size,
2880                                    pte_fn_t fn, void *data);
2881
2882 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2883 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2884 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2885 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2886 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2887 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2888 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2889 {
2890         return _page_poisoning_enabled_early;
2891 }
2892 /*
2893  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2894  * false negative result is not harmful when called too early.
2895  */
2896 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2897 {
2898         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2899 }
2900 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2901 {
2902         if (page_poisoning_enabled_static())
2903                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2904 }
2905 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2906 {
2907         if (page_poisoning_enabled_static())
2908                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2909 }
2910 #else
2911 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2912 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2913 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2914 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2915 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2916 #endif
2917
2918 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2919 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2920 {
2921         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc))
2922                 return true;
2923         return flags & __GFP_ZERO;
2924 }
2925
2926 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2927 static inline bool want_init_on_free(void)
2928 {
2929         return static_branch_unlikely(&init_on_free);
2930 }
2931
2932 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2933 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2934
2935 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2936 {
2937         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2938                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2939 }
2940
2941 /*
2942  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2943  * false negative result is not harmful when called too early.
2944  */
2945 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2946 {
2947         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2948                 return false;
2949
2950         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2951 }
2952
2953 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2954 /*
2955  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
2956  * __kernel_map_pages() never fails
2957  */
2958 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2959
2960 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
2961 {
2962         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2963                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
2964 }
2965
2966 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
2967 {
2968         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2969                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
2970 }
2971 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2972 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
2973 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
2974 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2975
2976 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2977 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2978 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2979 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2980 #else
2981 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2982 {
2983         return NULL;
2984 }
2985 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2986 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2987 {
2988         return 0;
2989 }
2990 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2991
2992 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2993
2994 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2995 extern int sysctl_drop_caches;
2996 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
2997                 loff_t *);
2998 #endif
2999
3000 void drop_slab(void);
3001 void drop_slab_node(int nid);
3002
3003 #ifndef CONFIG_MMU
3004 #define randomize_va_space 0
3005 #else
3006 extern int randomize_va_space;
3007 #endif
3008
3009 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3010 #ifdef CONFIG_MMU
3011 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3012 #else
3013 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3014 {
3015 }
3016 #endif
3017
3018 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3019 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3020                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3021 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3022 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3023 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3024 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3025 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3026                             struct vmem_altmap *altmap);
3027 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3028 struct vmem_altmap;
3029 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3030                               struct vmem_altmap *altmap);
3031 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3032 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3033                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3034 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3035                 struct vmem_altmap *altmap);
3036 void vmemmap_populate_print_last(void);
3037 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3038 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3039                 struct vmem_altmap *altmap);
3040 #endif
3041 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3042                                   unsigned long nr_pages);
3043
3044 enum mf_flags {
3045         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3046         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3047         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3048         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3049 };
3050 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3051 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3052 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3053 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3054 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3055 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3056 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3057 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3058 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3059
3060
3061 /*
3062  * Error handlers for various types of pages.
3063  */
3064 enum mf_result {
3065         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3066         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3067         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3068         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3069 };
3070
3071 enum mf_action_page_type {
3072         MF_MSG_KERNEL,
3073         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3074         MF_MSG_SLAB,
3075         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3076         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3077         MF_MSG_HUGE,
3078         MF_MSG_FREE_HUGE,
3079         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3080         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3081         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3082         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3083         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3084         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3085         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3086         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3087         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3088         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3089         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3090         MF_MSG_BUDDY,
3091         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3092         MF_MSG_DAX,
3093         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3094         MF_MSG_UNKNOWN,
3095 };
3096
3097 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3098 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3099                             unsigned long addr_hint,
3100                             unsigned int pages_per_huge_page);
3101 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3102                                 unsigned long addr_hint,
3103                                 struct vm_area_struct *vma,
3104                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3105 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3106                                 const void __user *usr_src,
3107                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3108                                 bool allow_pagefault);
3109
3110 /**
3111  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3112  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3113  *
3114  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3115  * the definition in vm_normal_page().
3116  *
3117  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3118  * false otherwise.
3119  */
3120 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3121 {
3122         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3123                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3124 }
3125
3126 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3127
3128 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3129 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3130 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3131
3132 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3133 {
3134         return _debug_guardpage_minorder;
3135 }
3136
3137 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3138 {
3139         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3140 }
3141
3142 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3143 {
3144         if (!debug_guardpage_enabled())
3145                 return false;
3146
3147         return PageGuard(page);
3148 }
3149 #else
3150 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3151 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3152 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3153 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3154
3155 #if MAX_NUMNODES > 1
3156 void __init setup_nr_node_ids(void);
3157 #else
3158 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3159 #endif
3160
3161 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3162
3163 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3164 {
3165         return !memcmp_pages(page1, page2);
3166 }
3167
3168 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3169 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3170                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3171                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3172                                                 unsigned long *bitmap,
3173                                                 pgoff_t *start,
3174                                                 pgoff_t *end);
3175
3176 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3177                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3178 #endif
3179
3180 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3181
3182 #endif /* __KERNEL__ */
3183 #endif /* _LINUX_MM_H */