Merge tag 'rtc-5.1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/abelloni/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern atomic_long_t _totalram_pages;
52 static inline unsigned long totalram_pages(void)
53 {
54         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
55 }
56
57 static inline void totalram_pages_inc(void)
58 {
59         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
60 }
61
62 static inline void totalram_pages_dec(void)
63 {
64         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
65 }
66
67 static inline void totalram_pages_add(long count)
68 {
69         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
70 }
71
72 static inline void totalram_pages_set(long val)
73 {
74         atomic_long_set(&_totalram_pages, val);
75 }
76
77 extern void * high_memory;
78 extern int page_cluster;
79
80 #ifdef CONFIG_SYSCTL
81 extern int sysctl_legacy_va_layout;
82 #else
83 #define sysctl_legacy_va_layout 0
84 #endif
85
86 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
87 extern const int mmap_rnd_bits_min;
88 extern const int mmap_rnd_bits_max;
89 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
90 #endif
91 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
92 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
94 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
95 #endif
96
97 #include <asm/page.h>
98 #include <asm/pgtable.h>
99 #include <asm/processor.h>
100
101 #ifndef __pa_symbol
102 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
103 #endif
104
105 #ifndef page_to_virt
106 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
107 #endif
108
109 #ifndef lm_alias
110 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
111 #endif
112
113 /*
114  * To prevent common memory management code establishing
115  * a zero page mapping on a read fault.
116  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
117  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
118  * related to the physical page in case of virtualization.
119  */
120 #ifndef mm_forbids_zeropage
121 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
122 #endif
123
124 /*
125  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
126  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
127  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
128  */
129 #ifndef mm_zero_struct_page
130 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
131 #endif
132
133 /*
134  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
135  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
136  * problem.
137  *
138  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
139  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
140  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
141  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
142  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
143  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
144  *
145  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
146  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
147  * that.
148  */
149 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
150 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
151
152 extern int sysctl_max_map_count;
153
154 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
155 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
156
157 extern int sysctl_overcommit_memory;
158 extern int sysctl_overcommit_ratio;
159 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
160
161 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
162                                     size_t *, loff_t *);
163 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
164                                     size_t *, loff_t *);
165
166 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
167
168 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
169 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
170
171 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
172 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
173
174 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
175
176 /*
177  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
178  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
179  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
180  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
181  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
182  * mmap() functions).
183  */
184
185 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
186 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
187 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
188
189 #ifndef CONFIG_MMU
190 extern struct rb_root nommu_region_tree;
191 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
192
193 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
194 #endif
195
196 /*
197  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
198  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
199  */
200 #define VM_NONE         0x00000000
201
202 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
203 #define VM_WRITE        0x00000002
204 #define VM_EXEC         0x00000004
205 #define VM_SHARED       0x00000008
206
207 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
208 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
209 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
210 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
211 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
212
213 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
214 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
215 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
216 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
217 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
218
219 #define VM_LOCKED       0x00002000
220 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
221
222                                         /* Used by sys_madvise() */
223 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
224 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
225
226 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
227 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
228 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
229 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
230 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
231 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
232 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
233 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
234 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
235 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
236
237 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
238 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
239 #else
240 # define VM_SOFTDIRTY   0
241 #endif
242
243 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
244 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
245 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
246 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
247
248 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
249 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
250 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
251 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
252 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
253 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
254 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
255 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
256 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
257 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
258 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
259 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
260
261 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
262 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
263 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
264 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
265 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
266 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
267 #ifdef CONFIG_PPC
268 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
269 #else
270 # define VM_PKEY_BIT4  0
271 #endif
272 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
273
274 #if defined(CONFIG_X86)
275 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
276 #elif defined(CONFIG_PPC)
277 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
278 #elif defined(CONFIG_PARISC)
279 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
280 #elif defined(CONFIG_IA64)
281 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
282 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
283 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
284 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
285 #elif !defined(CONFIG_MMU)
286 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
287 #endif
288
289 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
290 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
291 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
292 #else
293 # define VM_MPX         VM_NONE
294 #endif
295
296 #ifndef VM_GROWSUP
297 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
298 #endif
299
300 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
301 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
302
303 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
304 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
305 #endif
306
307 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
308 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
309 #else
310 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
311 #endif
312
313 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
314
315 /*
316  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
317  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
318  */
319 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
320
321 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
322 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
323
324 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
325 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
326
327 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
328 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
329 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
330 #endif
331 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
332
333 /*
334  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
335  * low four bits) to a page protection mask..
336  */
337 extern pgprot_t protection_map[16];
338
339 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
340 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
341 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
342 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
343 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
344 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
345 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
346 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
347 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
348
349 #define FAULT_FLAG_TRACE \
350         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
351         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
352         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
353         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
354         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
355         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
356         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
357         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
358         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
359
360 /*
361  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
362  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
363  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
364  *
365  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
366  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
367  *
368  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
369  */
370 struct vm_fault {
371         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
372         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
373         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
374         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
375         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
376         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
377                                          * the 'address' */
378         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
379                                          * the 'address'
380                                          */
381         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
382
383         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
384         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
385         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
386                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
387                                          * is set (which is also implied by
388                                          * VM_FAULT_ERROR).
389                                          */
390         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
391         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
392                                          * the 'address'. NULL if the page
393                                          * table hasn't been allocated.
394                                          */
395         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
396                                          * Protects pte page table if 'pte'
397                                          * is not NULL, otherwise pmd.
398                                          */
399         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
400                                          * vm_ops->map_pages() calls
401                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
402                                          * do_fault_around() pre-allocates
403                                          * page table to avoid allocation from
404                                          * atomic context.
405                                          */
406 };
407
408 /* page entry size for vm->huge_fault() */
409 enum page_entry_size {
410         PE_SIZE_PTE = 0,
411         PE_SIZE_PMD,
412         PE_SIZE_PUD,
413 };
414
415 /*
416  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
417  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
418  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
419  */
420 struct vm_operations_struct {
421         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
422         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
423         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
424         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
425         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
426         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
427                         enum page_entry_size pe_size);
428         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
429                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
430         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
431
432         /* notification that a previously read-only page is about to become
433          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
434         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
435
436         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
437         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
438
439         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
440          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
441          */
442         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
443                       void *buf, int len, int write);
444
445         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
446          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
447          * vma to be dumped unconditionally. */
448         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
449
450 #ifdef CONFIG_NUMA
451         /*
452          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
453          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
454          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
455          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
456          * mempolicy.
457          */
458         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
459
460         /*
461          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
462          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
463          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
464          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
465          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
466          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
467          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
468          * policy.
469          */
470         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
471                                         unsigned long addr);
472 #endif
473         /*
474          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
475          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
476          * (using pte_page()) would not find the correct page.
477          */
478         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
479                                           unsigned long addr);
480 };
481
482 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
483 {
484         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
485
486         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
487         vma->vm_mm = mm;
488         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
489         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
490 }
491
492 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
493 {
494         vma->vm_ops = NULL;
495 }
496
497 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
498 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
499
500 struct mmu_gather;
501 struct inode;
502
503 #define page_private(page)              ((page)->private)
504 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
505
506 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
507 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
508 {
509         return 0;
510 }
511 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
512 {
513         return 0;
514 }
515 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
516 {
517         return 0;
518 }
519 #endif
520
521 /*
522  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
523  * files which need it (119 of them)
524  */
525 #include <linux/page-flags.h>
526 #include <linux/huge_mm.h>
527
528 /*
529  * Methods to modify the page usage count.
530  *
531  * What counts for a page usage:
532  * - cache mapping   (page->mapping)
533  * - private data    (page->private)
534  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
535  *   is counted separately
536  *
537  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
538  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
539  */
540
541 /*
542  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
543  */
544 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
545 {
546         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
547         return page_ref_dec_and_test(page);
548 }
549
550 /*
551  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
552  * that is the case.
553  * This can be called when MMU is off so it must not access
554  * any of the virtual mappings.
555  */
556 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
557 {
558         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
559 }
560
561 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
562
563 enum {
564         REGION_INTERSECTS,
565         REGION_DISJOINT,
566         REGION_MIXED,
567 };
568
569 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
570                       unsigned long desc);
571
572 /* Support for virtually mapped pages */
573 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
574 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
575
576 /*
577  * Determine if an address is within the vmalloc range
578  *
579  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
580  * is no special casing required.
581  */
582 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
583 {
584 #ifdef CONFIG_MMU
585         unsigned long addr = (unsigned long)x;
586
587         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
588 #else
589         return false;
590 #endif
591 }
592 #ifdef CONFIG_MMU
593 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
594 #else
595 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
596 {
597         return 0;
598 }
599 #endif
600
601 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
602 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
603 {
604         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
605 }
606 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
607 {
608         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
609 }
610 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
611 {
612         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
613 }
614
615 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
616 {
617         size_t bytes;
618
619         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
620                 return NULL;
621
622         return kvmalloc(bytes, flags);
623 }
624
625 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
626 {
627         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
628 }
629
630 extern void kvfree(const void *addr);
631
632 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
633 {
634         return &page[1].compound_mapcount;
635 }
636
637 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
638 {
639         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
640         page = compound_head(page);
641         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
642 }
643
644 /*
645  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
646  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
647  * and atomic_add_negative(-1).
648  */
649 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
650 {
651         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
652 }
653
654 int __page_mapcount(struct page *page);
655
656 static inline int page_mapcount(struct page *page)
657 {
658         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
659
660         if (unlikely(PageCompound(page)))
661                 return __page_mapcount(page);
662         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
663 }
664
665 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
666 int total_mapcount(struct page *page);
667 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
668 #else
669 static inline int total_mapcount(struct page *page)
670 {
671         return page_mapcount(page);
672 }
673 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
674                                            int *total_mapcount)
675 {
676         int mapcount = page_mapcount(page);
677         if (total_mapcount)
678                 *total_mapcount = mapcount;
679         return mapcount;
680 }
681 #endif
682
683 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
684 {
685         struct page *page = virt_to_page(x);
686
687         return compound_head(page);
688 }
689
690 void __put_page(struct page *page);
691
692 void put_pages_list(struct list_head *pages);
693
694 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
695
696 /*
697  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
698  * prototype for that function and accessor functions.
699  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
700  */
701 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
702
703 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
704 enum compound_dtor_id {
705         NULL_COMPOUND_DTOR,
706         COMPOUND_PAGE_DTOR,
707 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
708         HUGETLB_PAGE_DTOR,
709 #endif
710 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
711         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
712 #endif
713         NR_COMPOUND_DTORS,
714 };
715 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
716
717 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
718                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
719 {
720         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
721         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
722 }
723
724 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
725 {
726         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
727         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
728 }
729
730 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
731 {
732         if (!PageHead(page))
733                 return 0;
734         return page[1].compound_order;
735 }
736
737 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
738 {
739         page[1].compound_order = order;
740 }
741
742 void free_compound_page(struct page *page);
743
744 #ifdef CONFIG_MMU
745 /*
746  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
747  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
748  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
749  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
750  */
751 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
752 {
753         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
754                 pte = pte_mkwrite(pte);
755         return pte;
756 }
757
758 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
759                 struct page *page);
760 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
761 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
762 #endif
763
764 /*
765  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
766  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
767  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
768  * only one copy in memory, at most, normally.
769  *
770  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
771  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
772  *   freelist management in the buddy allocator.
773  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
774  *
775  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
776  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
777  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
778  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
779  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
780  *
781  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
782  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
783  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
784  * and page->virtual store page management information, but all other fields
785  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
786  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
787  * subsequently been given references to it.
788  *
789  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
790  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
791  * The following discussion applies only to them.
792  *
793  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
794  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
795  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
796  * into the filesystem to release these pages.
797  *
798  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
799  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
800  * in units of PAGE_SIZE.
801  *
802  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
803  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
804  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
805  *
806  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
807  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
808  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
809  *
810  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
811  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
812  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
813  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
814  *
815  * All pagecache pages may be subject to I/O:
816  * - inode pages may need to be read from disk,
817  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
818  *   to be written back to the inode on disk,
819  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
820  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
821  *   back into memory.
822  */
823
824 /*
825  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
826  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
827  */
828
829 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
830 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
831 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
832 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
833 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
834 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
835
836 /*
837  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
838  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
839  * the compiler will optimise away reference to them.
840  */
841 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
842 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
843 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
844 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
845 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
846
847 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
848 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
849 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
850 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
851                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
852 #else
853 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
854 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
855                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
856 #endif
857
858 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
859
860 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
861 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
862 #endif
863
864 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
865 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
866 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
867 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
868 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
869 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
870
871 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
872 {
873         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
877 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
878 {
879         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
880 }
881 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
882                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
883 #else
884 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
885 {
886         return false;
887 }
888 #endif
889
890 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
891 void dev_pagemap_get_ops(void);
892 void dev_pagemap_put_ops(void);
893 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
894 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
895 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
896 {
897         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
898                 return false;
899         if (!is_zone_device_page(page))
900                 return false;
901         switch (page->pgmap->type) {
902         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
903         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
904         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
905                 __put_devmap_managed_page(page);
906                 return true;
907         default:
908                 break;
909         }
910         return false;
911 }
912
913 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
914 {
915         return is_zone_device_page(page) &&
916                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
917 }
918
919 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
920 {
921         return is_zone_device_page(page) &&
922                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
926 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
927 {
928         return is_zone_device_page(page) &&
929                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
930 }
931 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
932 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
933 {
934         return false;
935 }
936 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
937
938 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
939 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
940 {
941 }
942
943 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
944 {
945 }
946
947 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
948 {
949         return false;
950 }
951
952 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
953 {
954         return false;
955 }
956
957 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
958 {
959         return false;
960 }
961
962 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
963 {
964         return false;
965 }
966 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
967
968 static inline void get_page(struct page *page)
969 {
970         page = compound_head(page);
971         /*
972          * Getting a normal page or the head of a compound page
973          * requires to already have an elevated page->_refcount.
974          */
975         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
976         page_ref_inc(page);
977 }
978
979 static inline void put_page(struct page *page)
980 {
981         page = compound_head(page);
982
983         /*
984          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
985          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
986          * need to inform the device driver through callback. See
987          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
988          */
989         if (put_devmap_managed_page(page))
990                 return;
991
992         if (put_page_testzero(page))
993                 __put_page(page);
994 }
995
996 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
997 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
998 #endif
999
1000 /*
1001  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1002  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1003  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1004  * node id available in page flags.
1005  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1006  * pages in a zone.
1007  */
1008 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1009 {
1010         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1011 }
1012
1013 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1014 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1015 #else
1016 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1017 {
1018         struct page *p = (struct page *)page;
1019
1020         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1021 }
1022 #endif
1023
1024 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1025 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1026 {
1027         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1028 }
1029
1030 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1031 {
1032         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1033 }
1034
1035 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1036 {
1037         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1038 }
1039
1040 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1041 {
1042         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1043 }
1044
1045 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1046 {
1047         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1048 }
1049
1050 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1051 {
1052         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1053 }
1054
1055 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1056 {
1057         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1058 }
1059
1060 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1061 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1062 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1063 {
1064         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1065 }
1066
1067 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1068 {
1069         return page->_last_cpupid;
1070 }
1071 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1072 {
1073         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1074 }
1075 #else
1076 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1077 {
1078         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1079 }
1080
1081 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1082
1083 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1084 {
1085         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1086 }
1087 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1088 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1089 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1090 {
1091         return page_to_nid(page); /* XXX */
1092 }
1093
1094 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1095 {
1096         return page_to_nid(page); /* XXX */
1097 }
1098
1099 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1100 {
1101         return -1;
1102 }
1103
1104 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1105 {
1106         return -1;
1107 }
1108
1109 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1110 {
1111         return -1;
1112 }
1113
1114 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1115 {
1116         return -1;
1117 }
1118
1119 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1120 {
1121         return 1;
1122 }
1123
1124 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1125 {
1126 }
1127
1128 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1129 {
1130         return false;
1131 }
1132 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1133
1134 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1135 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1136 {
1137         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1138 }
1139
1140 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1141 {
1142         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1143         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1144 }
1145
1146 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1147 {
1148         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1149 }
1150 #else
1151 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1152 {
1153         return 0xff;
1154 }
1155
1156 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1157 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1158 #endif
1159
1160 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1161 {
1162         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1163 }
1164
1165 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1166 {
1167         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1168 }
1169
1170 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1171 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1172 {
1173         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1174         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1175 }
1176
1177 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1178 {
1179         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1180 }
1181 #endif
1182
1183 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1184 {
1185         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1186         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1187 }
1188
1189 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1190 {
1191         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1192         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1193 }
1194
1195 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1196         unsigned long node, unsigned long pfn)
1197 {
1198         set_page_zone(page, zone);
1199         set_page_node(page, node);
1200 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1201         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1202 #endif
1203 }
1204
1205 #ifdef CONFIG_MEMCG
1206 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1207 {
1208         return page->mem_cgroup;
1209 }
1210 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1211 {
1212         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1213         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1214 }
1215 #else
1216 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1217 {
1218         return NULL;
1219 }
1220 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1221 {
1222         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1223         return NULL;
1224 }
1225 #endif
1226
1227 /*
1228  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1229  */
1230 #include <linux/vmstat.h>
1231
1232 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1233 {
1234         return page_to_virt(page);
1235 }
1236
1237 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1238 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1239 #endif
1240
1241 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1242 static inline void *page_address(const struct page *page)
1243 {
1244         return page->virtual;
1245 }
1246 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1247 {
1248         page->virtual = address;
1249 }
1250 #define page_address_init()  do { } while(0)
1251 #endif
1252
1253 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1254 void *page_address(const struct page *page);
1255 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1256 void page_address_init(void);
1257 #endif
1258
1259 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1260 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1261 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1262 #define page_address_init()  do { } while(0)
1263 #endif
1264
1265 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1266 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1267 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1268
1269 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1270
1271 static inline
1272 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1273 {
1274         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1275                 return __page_file_mapping(page);
1276
1277         return page->mapping;
1278 }
1279
1280 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1281
1282 /*
1283  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1284  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1285  */
1286 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1287 {
1288         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1289                 return __page_file_index(page);
1290         return page->index;
1291 }
1292
1293 bool page_mapped(struct page *page);
1294 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1295 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1296
1297 /*
1298  * Return true only if the page has been allocated with
1299  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1300  * met implying that the system is under some pressure.
1301  */
1302 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1303 {
1304         /*
1305          * Page index cannot be this large so this must be
1306          * a pfmemalloc page.
1307          */
1308         return page->index == -1UL;
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1313  * page.
1314  */
1315 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1316 {
1317         page->index = -1UL;
1318 }
1319
1320 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1321 {
1322         page->index = 0;
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1327  */
1328 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1329
1330 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1331
1332 /*
1333  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1334  * various contexts.
1335  */
1336 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1337
1338 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1339
1340 extern bool can_do_mlock(void);
1341 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1342 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1343
1344 /*
1345  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1346  */
1347 struct zap_details {
1348         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1349         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1350         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1351 };
1352
1353 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1354                              pte_t pte, bool with_public_device);
1355 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1356
1357 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1358                                 pmd_t pmd);
1359
1360 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1361                   unsigned long size);
1362 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1363                     unsigned long size);
1364 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1365                 unsigned long start, unsigned long end);
1366
1367 /**
1368  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1369  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1370  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1371  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1372  *             regular PUDs.
1373  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1374  *             this handler is required to be able to handle
1375  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1376  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1377  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1378  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1379  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1380  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1381  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1382  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1383  *             and a negative one means "abort current page table walk
1384  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1385  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1386  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1387  * @private:   private data for callbacks' usage
1388  *
1389  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1390  */
1391 struct mm_walk {
1392         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1393                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1394         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1395                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1396         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1397                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1398         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1399                         struct mm_walk *walk);
1400         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1401                              unsigned long addr, unsigned long next,
1402                              struct mm_walk *walk);
1403         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1404                         struct mm_walk *walk);
1405         struct mm_struct *mm;
1406         struct vm_area_struct *vma;
1407         void *private;
1408 };
1409
1410 struct mmu_notifier_range;
1411
1412 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1413                 struct mm_walk *walk);
1414 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1415 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1416                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1417 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1418                         struct vm_area_struct *vma);
1419 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1420                    struct mmu_notifier_range *range,
1421                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1422 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1423         unsigned long *pfn);
1424 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1425                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1426 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1427                         void *buf, int len, int write);
1428
1429 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1430 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1431 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1432 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1433 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1434 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1435 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1436
1437 #ifdef CONFIG_MMU
1438 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1439                         unsigned long address, unsigned int flags);
1440 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1441                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1442                             bool *unlocked);
1443 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1444                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1445 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1446                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1447 #else
1448 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1449                 unsigned long address, unsigned int flags)
1450 {
1451         /* should never happen if there's no MMU */
1452         BUG();
1453         return VM_FAULT_SIGBUS;
1454 }
1455 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1456                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1457                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1458 {
1459         /* should never happen if there's no MMU */
1460         BUG();
1461         return -EFAULT;
1462 }
1463 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1464                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1465 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1466                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1467 #endif
1468
1469 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1470                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1471 {
1472         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1473 }
1474
1475 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1476                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1477 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1478                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1479 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1480                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1481
1482 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1483                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1484                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1485                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1486 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1487                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1488                             struct vm_area_struct **vmas);
1489 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1490                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1491 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1492                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1493
1494 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined(CONFIG_CMA)
1495 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1496                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1497                             struct vm_area_struct **vmas);
1498 #else
1499 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1500                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1501                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1502 {
1503         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1504 }
1505 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1506
1507 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1508                         struct page **pages);
1509
1510 /* Container for pinned pfns / pages */
1511 struct frame_vector {
1512         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1513         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1514         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1515         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1516         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1517                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1518                                  * for access */
1519 };
1520
1521 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1522 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1523 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1524                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1525 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1526 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1527 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1528
1529 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1530 {
1531         return vec->nr_frames;
1532 }
1533
1534 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1535 {
1536         if (vec->is_pfns) {
1537                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1538
1539                 if (err)
1540                         return ERR_PTR(err);
1541         }
1542         return (struct page **)(vec->ptrs);
1543 }
1544
1545 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1546 {
1547         if (!vec->is_pfns)
1548                 frame_vector_to_pfns(vec);
1549         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1550 }
1551
1552 struct kvec;
1553 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1554                         struct page **pages);
1555 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1556 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1557
1558 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1559 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1560                               unsigned int length);
1561
1562 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1563 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1564 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1565 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1566                                 struct page *page);
1567 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1568 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1569                           struct bdi_writeback *wb);
1570 int set_page_dirty(struct page *page);
1571 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1572 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1573 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1574 {
1575         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1576         if (PageDirty(page))
1577                 __cancel_dirty_page(page);
1578 }
1579 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1580
1581 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1582
1583 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1584 {
1585         return !vma->vm_ops;
1586 }
1587
1588 #ifdef CONFIG_SHMEM
1589 /*
1590  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1591  * paths in userfault.
1592  */
1593 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1594 #else
1595 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1596 #endif
1597
1598 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1599
1600 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1601                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1602                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1603                 bool need_rmap_locks);
1604 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1605                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1606                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1607 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1608                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1609                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1610
1611 /*
1612  * doesn't attempt to fault and will return short.
1613  */
1614 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1615                           struct page **pages);
1616 /*
1617  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1618  */
1619 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1620 {
1621         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1622
1623 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1624         /*
1625          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1626          * But it's never be expected number for users.
1627          */
1628         if (val < 0)
1629                 val = 0;
1630 #endif
1631         return (unsigned long)val;
1632 }
1633
1634 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1635 {
1636         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1637 }
1638
1639 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1640 {
1641         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1642 }
1643
1644 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1645 {
1646         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1647 }
1648
1649 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1650 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1651 {
1652         if (PageSwapBacked(page))
1653                 return MM_SHMEMPAGES;
1654         return MM_FILEPAGES;
1655 }
1656
1657 static inline int mm_counter(struct page *page)
1658 {
1659         if (PageAnon(page))
1660                 return MM_ANONPAGES;
1661         return mm_counter_file(page);
1662 }
1663
1664 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1665 {
1666         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1667                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1668                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1669 }
1670
1671 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1672 {
1673         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1674 }
1675
1676 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1677 {
1678         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1679 }
1680
1681 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1682 {
1683         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1684
1685         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1686                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1687 }
1688
1689 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1690 {
1691         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1692                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1693 }
1694
1695 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1696 {
1697         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1698 }
1699
1700 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1701                                          struct mm_struct *mm)
1702 {
1703         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1704
1705         if (*maxrss < hiwater_rss)
1706                 *maxrss = hiwater_rss;
1707 }
1708
1709 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1710 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1711 #else
1712 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1713 {
1714 }
1715 #endif
1716
1717 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1718 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1719 {
1720         return 0;
1721 }
1722 #endif
1723
1724 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1725
1726 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1727                                spinlock_t **ptl);
1728 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1729                                     spinlock_t **ptl)
1730 {
1731         pte_t *ptep;
1732         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1733         return ptep;
1734 }
1735
1736 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1737 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1738                                                 unsigned long address)
1739 {
1740         return 0;
1741 }
1742 #else
1743 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1744 #endif
1745
1746 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1747 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1748                                                 unsigned long address)
1749 {
1750         return 0;
1751 }
1752 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1753 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1754
1755 #else
1756 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1757
1758 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1759 {
1760         if (mm_pud_folded(mm))
1761                 return;
1762         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1763 }
1764
1765 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1766 {
1767         if (mm_pud_folded(mm))
1768                 return;
1769         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1770 }
1771 #endif
1772
1773 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1774 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1775                                                 unsigned long address)
1776 {
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1781 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1782
1783 #else
1784 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1785
1786 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1787 {
1788         if (mm_pmd_folded(mm))
1789                 return;
1790         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1791 }
1792
1793 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1794 {
1795         if (mm_pmd_folded(mm))
1796                 return;
1797         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1798 }
1799 #endif
1800
1801 #ifdef CONFIG_MMU
1802 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1803 {
1804         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1805 }
1806
1807 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1808 {
1809         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1810 }
1811
1812 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1813 {
1814         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1815 }
1816
1817 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1818 {
1819         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1820 }
1821 #else
1822
1823 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1824 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1825 {
1826         return 0;
1827 }
1828
1829 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1830 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1831 #endif
1832
1833 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1834 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1835
1836 /*
1837  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1838  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1839  */
1840 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1841
1842 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1843 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1844                 unsigned long address)
1845 {
1846         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1847                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1848 }
1849
1850 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1851                 unsigned long address)
1852 {
1853         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1854                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1855 }
1856 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1857
1858 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1859 {
1860         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1861                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1862 }
1863 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1864
1865 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1866 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1867 void __init ptlock_cache_init(void);
1868 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1869 extern void ptlock_free(struct page *page);
1870
1871 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1872 {
1873         return page->ptl;
1874 }
1875 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1876 static inline void ptlock_cache_init(void)
1877 {
1878 }
1879
1880 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1881 {
1882         return true;
1883 }
1884
1885 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1886 {
1887 }
1888
1889 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1890 {
1891         return &page->ptl;
1892 }
1893 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1894
1895 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1896 {
1897         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1898 }
1899
1900 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1901 {
1902         /*
1903          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1904          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1905          *
1906          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1907          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1908          */
1909         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1910         if (!ptlock_alloc(page))
1911                 return false;
1912         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1913         return true;
1914 }
1915
1916 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1917 /*
1918  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1919  */
1920 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1921 {
1922         return &mm->page_table_lock;
1923 }
1924 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1925 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1926 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1927 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1928
1929 static inline void pgtable_init(void)
1930 {
1931         ptlock_cache_init();
1932         pgtable_cache_init();
1933 }
1934
1935 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1936 {
1937         if (!ptlock_init(page))
1938                 return false;
1939         __SetPageTable(page);
1940         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1941         return true;
1942 }
1943
1944 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1945 {
1946         ptlock_free(page);
1947         __ClearPageTable(page);
1948         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1949 }
1950
1951 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1952 ({                                                      \
1953         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1954         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1955         *(ptlp) = __ptl;                                \
1956         spin_lock(__ptl);                               \
1957         __pte;                                          \
1958 })
1959
1960 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1961         spin_unlock(ptl);                               \
1962         pte_unmap(pte);                                 \
1963 } while (0)
1964
1965 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
1966
1967 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1968         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1969
1970 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1971         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
1972                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1973
1974 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1975         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
1976                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1977
1978 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1979
1980 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1981 {
1982         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1983         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1984 }
1985
1986 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1987 {
1988         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1989 }
1990
1991 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1992 {
1993 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1994         page->pmd_huge_pte = NULL;
1995 #endif
1996         return ptlock_init(page);
1997 }
1998
1999 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2000 {
2001 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2002         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2003 #endif
2004         ptlock_free(page);
2005 }
2006
2007 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2008
2009 #else
2010
2011 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2012 {
2013         return &mm->page_table_lock;
2014 }
2015
2016 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2017 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2018
2019 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2020
2021 #endif
2022
2023 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2024 {
2025         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2026         spin_lock(ptl);
2027         return ptl;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2032  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2033  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2034  * which need to be converted from page_table_lock.
2035  */
2036 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2037 {
2038         return &mm->page_table_lock;
2039 }
2040
2041 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2042 {
2043         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2044
2045         spin_lock(ptl);
2046         return ptl;
2047 }
2048
2049 extern void __init pagecache_init(void);
2050 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2051 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2052                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2053 extern void free_initmem(void);
2054
2055 /*
2056  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2057  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2058  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2059  * Return pages freed into the buddy system.
2060  */
2061 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2062                                         int poison, const char *s);
2063
2064 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2065 /*
2066  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2067  * and totalram_pages.
2068  */
2069 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2070 #endif
2071
2072 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2073 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2074
2075 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2076
2077 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2078 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2079 {
2080         ClearPageReserved(page);
2081         init_page_count(page);
2082         __free_page(page);
2083 }
2084
2085 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2086 {
2087         __free_reserved_page(page);
2088         adjust_managed_page_count(page, 1);
2089 }
2090
2091 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2092 {
2093         SetPageReserved(page);
2094         adjust_managed_page_count(page, -1);
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2099  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2100  * range [0, UCHAR_MAX].
2101  * Return pages freed into the buddy system.
2102  */
2103 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2104 {
2105         extern char __init_begin[], __init_end[];
2106
2107         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2108                                   poison, "unused kernel");
2109 }
2110
2111 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2112 {
2113         int nid;
2114         unsigned long phys_pages = 0;
2115
2116         for_each_online_node(nid)
2117                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2118
2119         return phys_pages;
2120 }
2121
2122 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2123 /*
2124  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2125  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2126  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2127  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2128  * free_area_init_node()
2129  *
2130  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2131  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2132  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2133  * usage, an architecture is expected to do something like
2134  *
2135  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2136  *                                                       max_highmem_pfn};
2137  * for_each_valid_physical_page_range()
2138  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2139  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2140  *
2141  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2142  * registered physical page range.  Similarly
2143  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2144  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2145  *
2146  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2147  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2148  */
2149 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2150 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2151 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2152                                                 unsigned long end_pfn);
2153 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2154                                                 unsigned long end_pfn);
2155 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2156                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2157 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2158 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2159                                                 unsigned long max_low_pfn);
2160 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2161
2162 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2163
2164 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2165     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2166 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2167                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2168 {
2169         return 0;
2170 }
2171 #else
2172 /* please see mm/page_alloc.c */
2173 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2174 /* there is a per-arch backend function. */
2175 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2176                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2177 #endif
2178
2179 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2180 void zero_resv_unavail(void);
2181 #else
2182 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2183 #endif
2184
2185 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2186 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2187                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2188 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2189 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2190 extern void mem_init(void);
2191 extern void __init mmap_init(void);
2192 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2193 extern long si_mem_available(void);
2194 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2195 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2196 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2197 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2198 #endif
2199
2200 extern __printf(3, 4)
2201 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2202
2203 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2204
2205 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2206 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2207
2208 /* page_alloc.c */
2209 extern int min_free_kbytes;
2210 extern int watermark_boost_factor;
2211 extern int watermark_scale_factor;
2212
2213 /* nommu.c */
2214 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2215 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2216
2217 /* interval_tree.c */
2218 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2219                               struct rb_root_cached *root);
2220 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2221                                     struct vm_area_struct *prev,
2222                                     struct rb_root_cached *root);
2223 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2224                               struct rb_root_cached *root);
2225 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2226                                 unsigned long start, unsigned long last);
2227 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2228                                 unsigned long start, unsigned long last);
2229
2230 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2231         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2232              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2233
2234 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2235                                    struct rb_root_cached *root);
2236 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2237                                    struct rb_root_cached *root);
2238 struct anon_vma_chain *
2239 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2240                                   unsigned long start, unsigned long last);
2241 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2242         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2243 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2244 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2245 #endif
2246
2247 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2248         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2249              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2250
2251 /* mmap.c */
2252 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2253 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2254         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2255         struct vm_area_struct *expand);
2256 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2257         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2258 {
2259         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2260 }
2261 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2262         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2263         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2264         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2265 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2266 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2267         unsigned long addr, int new_below);
2268 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2269         unsigned long addr, int new_below);
2270 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2271 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2272         struct rb_node **, struct rb_node *);
2273 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2274 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2275         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2276         bool *need_rmap_locks);
2277 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2278
2279 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2280                                     unsigned long new,
2281                                     unsigned long start,
2282                                     unsigned long end_data,
2283                                     unsigned long start_data)
2284 {
2285         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2286                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2287                         return -ENOSPC;
2288         }
2289
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2294 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2295
2296 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2297 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2298 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2299
2300 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2301 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2302
2303 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2304                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2305 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2306                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2307                                    unsigned long flags,
2308                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2309 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2310 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2311                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2312                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2313
2314 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2315
2316 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2317         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2318         struct list_head *uf);
2319 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2320         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2321         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2322         struct list_head *uf);
2323 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2324                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2325 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2326                      struct list_head *uf);
2327
2328 static inline unsigned long
2329 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2330         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2331         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2332         struct list_head *uf)
2333 {
2334         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2335 }
2336
2337 #ifdef CONFIG_MMU
2338 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2339                          int ignore_errors);
2340 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2341 {
2342         /* Ignore errors */
2343         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2344 }
2345 #else
2346 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2347 #endif
2348
2349 /* These take the mm semaphore themselves */
2350 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2351 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2352 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2353 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2354         unsigned long, unsigned long,
2355         unsigned long, unsigned long);
2356
2357 struct vm_unmapped_area_info {
2358 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2359         unsigned long flags;
2360         unsigned long length;
2361         unsigned long low_limit;
2362         unsigned long high_limit;
2363         unsigned long align_mask;
2364         unsigned long align_offset;
2365 };
2366
2367 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2368 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2369
2370 /*
2371  * Search for an unmapped address range.
2372  *
2373  * We are looking for a range that:
2374  * - does not intersect with any VMA;
2375  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2376  * - is at least the desired size.
2377  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2378  */
2379 static inline unsigned long
2380 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2381 {
2382         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2383                 return unmapped_area_topdown(info);
2384         else
2385                 return unmapped_area(info);
2386 }
2387
2388 /* truncate.c */
2389 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2390 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2391                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2392 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2393
2394 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2395 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2396 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2397                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2398 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2399
2400 /* mm/page-writeback.c */
2401 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2402 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2403
2404 /* readahead.c */
2405 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2406 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2407
2408 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2409                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2410
2411 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2412                                struct file_ra_state *ra,
2413                                struct file *filp,
2414                                pgoff_t offset,
2415                                unsigned long size);
2416
2417 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2418                                 struct file_ra_state *ra,
2419                                 struct file *filp,
2420                                 struct page *pg,
2421                                 pgoff_t offset,
2422                                 unsigned long size);
2423
2424 extern unsigned long stack_guard_gap;
2425 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2426 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2427
2428 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2429 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2430                 unsigned long address);
2431 #if VM_GROWSUP
2432 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2433 #else
2434   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2435 #endif
2436
2437 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2438 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2439 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2440                                              struct vm_area_struct **pprev);
2441
2442 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2443    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2444 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2445 {
2446         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2447
2448         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2449                 vma = NULL;
2450         return vma;
2451 }
2452
2453 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2454 {
2455         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2456
2457         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2458                 vm_start -= stack_guard_gap;
2459                 if (vm_start > vma->vm_start)
2460                         vm_start = 0;
2461         }
2462         return vm_start;
2463 }
2464
2465 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2466 {
2467         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2468
2469         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2470                 vm_end += stack_guard_gap;
2471                 if (vm_end < vma->vm_end)
2472                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2473         }
2474         return vm_end;
2475 }
2476
2477 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2478 {
2479         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2480 }
2481
2482 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2483 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2484                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2485 {
2486         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2487
2488         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2489                 vma = NULL;
2490
2491         return vma;
2492 }
2493
2494 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2495                                 unsigned long start, unsigned long end)
2496 {
2497         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2498 }
2499
2500 #ifdef CONFIG_MMU
2501 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2502 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2503 #else
2504 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2505 {
2506         return __pgprot(0);
2507 }
2508 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2509 {
2510         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2511 }
2512 #endif
2513
2514 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2515 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2516                         unsigned long start, unsigned long end);
2517 #endif
2518
2519 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2520 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2521                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2522 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2523 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2524                         unsigned long pfn);
2525 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2526                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2527 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2528                         pfn_t pfn);
2529 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2530                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2531 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2532
2533 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2534                                 unsigned long addr, struct page *page)
2535 {
2536         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2537
2538         if (err == -ENOMEM)
2539                 return VM_FAULT_OOM;
2540         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2541                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2542
2543         return VM_FAULT_NOPAGE;
2544 }
2545
2546 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2547 {
2548         if (err == -ENOMEM)
2549                 return VM_FAULT_OOM;
2550         return VM_FAULT_SIGBUS;
2551 }
2552
2553 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2554                          unsigned int foll_flags);
2555
2556 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2557 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2558 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2559 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2560 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2561 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2562                                  * and return without waiting upon it */
2563 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2564 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2565 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2566 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2567 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2568 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2569 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2570 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2571 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2572 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2573
2574 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2575 {
2576         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2577                 return -ENOMEM;
2578         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2579                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2580         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2581                 return -EFAULT;
2582         return 0;
2583 }
2584
2585 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2586                         void *data);
2587 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2588                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2589
2590
2591 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2592 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2593 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2594 #else
2595 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2596 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2597                                         int enable) { }
2598 #endif
2599
2600 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2601 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2602 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2603
2604 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2605 {
2606         return _debug_pagealloc_enabled;
2607 }
2608
2609 static inline void
2610 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2611 {
2612         if (!debug_pagealloc_enabled())
2613                 return;
2614
2615         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2616 }
2617 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2618 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2619 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2620 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2621 static inline void
2622 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2623 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2624 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2625 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2626 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2627 {
2628         return false;
2629 }
2630 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2631
2632 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2633 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2634 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2635 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2636 #else
2637 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2638 {
2639         return NULL;
2640 }
2641 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2642 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2643 {
2644         return 0;
2645 }
2646 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2647
2648 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2649
2650 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2651 extern int sysctl_drop_caches;
2652 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2653                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2654 #endif
2655
2656 void drop_slab(void);
2657 void drop_slab_node(int nid);
2658
2659 #ifndef CONFIG_MMU
2660 #define randomize_va_space 0
2661 #else
2662 extern int randomize_va_space;
2663 #endif
2664
2665 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2666 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2667
2668 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2669 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2670                 struct vmem_altmap *altmap);
2671 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2672 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2673 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2674 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2675 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2676 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2677 struct vmem_altmap;
2678 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2679 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2680 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2681 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2682                                int node);
2683 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2684                 struct vmem_altmap *altmap);
2685 void vmemmap_populate_print_last(void);
2686 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2687 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2688                 struct vmem_altmap *altmap);
2689 #endif
2690 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2691                                   unsigned long nr_pages);
2692
2693 enum mf_flags {
2694         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2695         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2696         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2697         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2698 };
2699 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2700 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2701 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2702 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2703 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2704 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2705 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2706 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2707 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2708 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2709
2710
2711 /*
2712  * Error handlers for various types of pages.
2713  */
2714 enum mf_result {
2715         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2716         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2717         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2718         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2719 };
2720
2721 enum mf_action_page_type {
2722         MF_MSG_KERNEL,
2723         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2724         MF_MSG_SLAB,
2725         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2726         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2727         MF_MSG_HUGE,
2728         MF_MSG_FREE_HUGE,
2729         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2730         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2731         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2732         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2733         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2734         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2735         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2736         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2737         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2738         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2739         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2740         MF_MSG_BUDDY,
2741         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2742         MF_MSG_DAX,
2743         MF_MSG_UNKNOWN,
2744 };
2745
2746 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2747 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2748                             unsigned long addr_hint,
2749                             unsigned int pages_per_huge_page);
2750 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2751                                 unsigned long addr_hint,
2752                                 struct vm_area_struct *vma,
2753                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2754 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2755                                 const void __user *usr_src,
2756                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2757                                 bool allow_pagefault);
2758 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2759
2760 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2761
2762 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2763 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2764 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2765
2766 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2767 {
2768         return _debug_guardpage_minorder;
2769 }
2770
2771 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2772 {
2773         return _debug_guardpage_enabled;
2774 }
2775
2776 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2777 {
2778         struct page_ext *page_ext;
2779
2780         if (!debug_guardpage_enabled())
2781                 return false;
2782
2783         page_ext = lookup_page_ext(page);
2784         if (unlikely(!page_ext))
2785                 return false;
2786
2787         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2788 }
2789 #else
2790 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2791 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2792 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2793 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2794
2795 #if MAX_NUMNODES > 1
2796 void __init setup_nr_node_ids(void);
2797 #else
2798 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2799 #endif
2800
2801 #endif /* __KERNEL__ */
2802 #endif /* _LINUX_MM_H */