7ec25dd2f8a97b9d86bfa88da3804b832e728a88
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
228 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
229 #else
230 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
231 #endif
232
233 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
234 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
235
236 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
237 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
238
239 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
240
241 /*
242  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
243  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
244  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
245  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
246  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
247  * mmap() functions).
248  */
249
250 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
251 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
252 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
253
254 #ifndef CONFIG_MMU
255 extern struct rb_root nommu_region_tree;
256 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
257
258 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
259 #endif
260
261 /*
262  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
263  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
264  */
265 #define VM_NONE         0x00000000
266
267 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
268 #define VM_WRITE        0x00000002
269 #define VM_EXEC         0x00000004
270 #define VM_SHARED       0x00000008
271
272 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
273 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
274 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
275 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
276 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
277
278 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
281 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
282 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
283
284 #define VM_LOCKED       0x00002000
285 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
286
287                                         /* Used by sys_madvise() */
288 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
289 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
290
291 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
292 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
293 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
294 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
295 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
296 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
297 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
298 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
299 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
300 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
301
302 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
303 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
304 #else
305 # define VM_SOFTDIRTY   0
306 #endif
307
308 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
309 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
310 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
311 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
312
313 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
314 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
315 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
316 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
320 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
321 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
322 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
323 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
324 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
325
326 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
327 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
328 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
329 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
330 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
331 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
332 #ifdef CONFIG_PPC
333 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
334 #else
335 # define VM_PKEY_BIT4  0
336 #endif
337 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
338
339 #if defined(CONFIG_X86)
340 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
341 #elif defined(CONFIG_PPC)
342 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
343 #elif defined(CONFIG_PARISC)
344 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
345 #elif defined(CONFIG_IA64)
346 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
347 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
348 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
349 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
350 #elif defined(CONFIG_ARM64)
351 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
353 #elif !defined(CONFIG_MMU)
354 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
355 #endif
356
357 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
358 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
359 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
360 #else
361 # define VM_MTE         VM_NONE
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
363 #endif
364
365 #ifndef VM_GROWSUP
366 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
367 #endif
368
369 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
370 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
371 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
372 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
373 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
374 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
375
376 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
377 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
378
379 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
380
381 /* Common data flag combinations */
382 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
383                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
384 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
385                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
386 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
387                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
388
389 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
390 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
391 #endif
392
393 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
394 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
395 #endif
396
397 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
398 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
399 #else
400 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
401 #endif
402
403 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
404
405 /* VMA basic access permission flags */
406 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
407
408
409 /*
410  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
411  */
412 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
413
414 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
415 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
416
417 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
418 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
419
420 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
421 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
422
423 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
424 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
425 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
426 #endif
427 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
428
429 /*
430  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
431  * low four bits) to a page protection mask..
432  */
433 extern pgprot_t protection_map[16];
434
435 /**
436  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
437  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
438  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
439  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
440  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
441  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
442  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
443  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
444  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
445  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
446  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
447  *
448  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
449  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
450  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
451  *
452  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
453  *                              this is the first try
454  *
455  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
456  *                              we've already tried at least once
457  *
458  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
459  *
460  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
461  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
462  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
463  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
464  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
465  * interrupted if necessary.
466  */
467 enum fault_flag {
468         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
469         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
470         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
471         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
472         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
473         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
474         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
475         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
476         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
477         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
478 };
479
480 /*
481  * The default fault flags that should be used by most of the
482  * arch-specific page fault handlers.
483  */
484 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
485                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
486                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
487
488 /**
489  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
490  * @flags: Fault flags.
491  *
492  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
493  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
494  * to change, in which case we can try to be polite to release the
495  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
496  * processes that would also want the mmap_lock.
497  *
498  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
499  * attempt of the fault handling; false otherwise.
500  */
501 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
502 {
503         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
504             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
505 }
506
507 #define FAULT_FLAG_TRACE \
508         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
509         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
510         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
511         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
512         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
513         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
514         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
515         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
516         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
517         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
518
519 /*
520  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
521  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
522  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
523  *
524  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
525  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
526  *
527  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
528  */
529 struct vm_fault {
530         const struct {
531                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
532                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
533                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
534                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
535         };
536         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
537                                          * XXX: should really be 'const' */
538         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
539                                          * the 'address' */
540         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
541                                          * the 'address'
542                                          */
543         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
544
545         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
546         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
547                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
548                                          * is set (which is also implied by
549                                          * VM_FAULT_ERROR).
550                                          */
551         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
552         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
553                                          * the 'address'. NULL if the page
554                                          * table hasn't been allocated.
555                                          */
556         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
557                                          * Protects pte page table if 'pte'
558                                          * is not NULL, otherwise pmd.
559                                          */
560         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
561                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
562                                          * table from atomic context.
563                                          * do_fault_around() pre-allocates
564                                          * page table to avoid allocation from
565                                          * atomic context.
566                                          */
567 };
568
569 /* page entry size for vm->huge_fault() */
570 enum page_entry_size {
571         PE_SIZE_PTE = 0,
572         PE_SIZE_PMD,
573         PE_SIZE_PUD,
574 };
575
576 /*
577  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
578  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
579  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
580  */
581 struct vm_operations_struct {
582         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
583         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
584         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
585         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
586         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
587         /*
588          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
589          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
590          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
591          */
592         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
593                         unsigned long end, unsigned long newflags);
594         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
595         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
596                         enum page_entry_size pe_size);
597         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
598                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
599         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
600
601         /* notification that a previously read-only page is about to become
602          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
603         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
604
605         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
606         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
607
608         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
609          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
610          * implementation useful for any iomem mapping.
611          */
612         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
613                       void *buf, int len, int write);
614
615         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
616          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
617          * vma to be dumped unconditionally. */
618         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA
621         /*
622          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
623          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
624          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
625          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
626          * mempolicy.
627          */
628         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
629
630         /*
631          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
632          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
633          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
634          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
635          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
636          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
637          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
638          * policy.
639          */
640         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
641                                         unsigned long addr);
642 #endif
643         /*
644          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
645          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
646          * (using pte_page()) would not find the correct page.
647          */
648         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
649                                           unsigned long addr);
650 };
651
652 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
653 {
654         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
655
656         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
657         vma->vm_mm = mm;
658         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
659         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
660 }
661
662 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
663 {
664         vma->vm_ops = NULL;
665 }
666
667 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
668 {
669         return !vma->vm_ops;
670 }
671
672 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
673 {
674         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
675
676         if (!maybe_stack)
677                 return false;
678
679         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
680                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
681                 return true;
682
683         return false;
684 }
685
686 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
687 {
688         if (!current->mm)
689                 return true;
690
691         if (current->mm != vma->vm_mm)
692                 return true;
693
694         return false;
695 }
696
697 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
698 {
699         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
700 }
701
702 #ifdef CONFIG_SHMEM
703 /*
704  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
705  * paths in userfault.
706  */
707 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
708 #else
709 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
710 #endif
711
712 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
713
714 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
715 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
716
717 struct mmu_gather;
718 struct inode;
719
720 #include <linux/huge_mm.h>
721
722 /*
723  * Methods to modify the page usage count.
724  *
725  * What counts for a page usage:
726  * - cache mapping   (page->mapping)
727  * - private data    (page->private)
728  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
729  *   is counted separately
730  *
731  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
732  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
733  */
734
735 /*
736  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
737  */
738 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
739 {
740         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
741         return page_ref_dec_and_test(page);
742 }
743
744 /*
745  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
746  * that is the case.
747  * This can be called when MMU is off so it must not access
748  * any of the virtual mappings.
749  */
750 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
751 {
752         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
753 }
754
755 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
756
757 enum {
758         REGION_INTERSECTS,
759         REGION_DISJOINT,
760         REGION_MIXED,
761 };
762
763 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
764                       unsigned long desc);
765
766 /* Support for virtually mapped pages */
767 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
768 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
769
770 /*
771  * Determine if an address is within the vmalloc range
772  *
773  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
774  * is no special casing required.
775  */
776
777 #ifndef is_ioremap_addr
778 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
779 #endif
780
781 #ifdef CONFIG_MMU
782 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
783 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
784 #else
785 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
786 {
787         return false;
788 }
789 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
790 {
791         return 0;
792 }
793 #endif
794
795 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
796 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
797 {
798         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
799 }
800 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
801 {
802         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
803 }
804 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
805 {
806         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
807 }
808
809 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
810 {
811         size_t bytes;
812
813         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
814                 return NULL;
815
816         return kvmalloc(bytes, flags);
817 }
818
819 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
820 {
821         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
822 }
823
824 extern void kvfree(const void *addr);
825 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
826
827 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
828 {
829         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
830 }
831
832 /*
833  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
834  *
835  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
836  */
837 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
838 {
839         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
840         page = compound_head(page);
841         return head_compound_mapcount(page);
842 }
843
844 /*
845  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
846  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
847  * and atomic_add_negative(-1).
848  */
849 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
850 {
851         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
852 }
853
854 int __page_mapcount(struct page *page);
855
856 /*
857  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
858  * compound_mapcount().
859  *
860  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
861  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
862  * They use this place in struct page differently.
863  */
864 static inline int page_mapcount(struct page *page)
865 {
866         if (unlikely(PageCompound(page)))
867                 return __page_mapcount(page);
868         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
869 }
870
871 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
872 int total_mapcount(struct page *page);
873 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
874 #else
875 static inline int total_mapcount(struct page *page)
876 {
877         return page_mapcount(page);
878 }
879 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
880                                            int *total_mapcount)
881 {
882         int mapcount = page_mapcount(page);
883         if (total_mapcount)
884                 *total_mapcount = mapcount;
885         return mapcount;
886 }
887 #endif
888
889 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
890 {
891         struct page *page = virt_to_page(x);
892
893         return compound_head(page);
894 }
895
896 void __put_page(struct page *page);
897
898 void put_pages_list(struct list_head *pages);
899
900 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
901
902 /*
903  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
904  * prototype for that function and accessor functions.
905  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
906  */
907 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
908
909 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
910 enum compound_dtor_id {
911         NULL_COMPOUND_DTOR,
912         COMPOUND_PAGE_DTOR,
913 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
914         HUGETLB_PAGE_DTOR,
915 #endif
916 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
917         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
918 #endif
919         NR_COMPOUND_DTORS,
920 };
921 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
922
923 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
924                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
925 {
926         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
927         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
928 }
929
930 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
931 {
932         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
933         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
934 }
935
936 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
937 {
938         if (!PageHead(page))
939                 return 0;
940         return page[1].compound_order;
941 }
942
943 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
944 {
945         /*
946          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
947          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
948          * pages cannot support it.
949          */
950         page = compound_head(page);
951         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
952 }
953
954 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
955 {
956         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
957 }
958
959 static inline int compound_pincount(struct page *page)
960 {
961         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
962         page = compound_head(page);
963         return head_compound_pincount(page);
964 }
965
966 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
967 {
968         page[1].compound_order = order;
969         page[1].compound_nr = 1U << order;
970 }
971
972 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
973 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
974 {
975         if (!PageHead(page))
976                 return 1;
977         return page[1].compound_nr;
978 }
979
980 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
981 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
982 {
983         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
984 }
985
986 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
987 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
988 {
989         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
990 }
991
992 void free_compound_page(struct page *page);
993
994 #ifdef CONFIG_MMU
995 /*
996  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
997  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
998  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
999  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1000  */
1001 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1002 {
1003         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1004                 pte = pte_mkwrite(pte);
1005         return pte;
1006 }
1007
1008 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1009 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1010
1011 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1012 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1013 #endif
1014
1015 /*
1016  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1017  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1018  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1019  * only one copy in memory, at most, normally.
1020  *
1021  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1022  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1023  *   freelist management in the buddy allocator.
1024  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1025  *
1026  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1027  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1028  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1029  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1030  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1031  *
1032  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1033  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1034  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1035  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1036  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1037  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1038  * subsequently been given references to it.
1039  *
1040  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1041  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1042  * The following discussion applies only to them.
1043  *
1044  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1045  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1046  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1047  * into the filesystem to release these pages.
1048  *
1049  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1050  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1051  * in units of PAGE_SIZE.
1052  *
1053  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1054  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1055  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1056  *
1057  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1058  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1059  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1060  *
1061  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1062  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1063  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1064  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1065  *
1066  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1067  * - inode pages may need to be read from disk,
1068  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1069  *   to be written back to the inode on disk,
1070  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1071  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1072  *   back into memory.
1073  */
1074
1075 /*
1076  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1077  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1078  */
1079
1080 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1081 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1082 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1083 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1084 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1085 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1086
1087 /*
1088  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1089  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1090  * the compiler will optimise away reference to them.
1091  */
1092 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1093 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1094 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1095 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1096 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1097
1098 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1099 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1100 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1101 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1102                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1103 #else
1104 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1105 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1106                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1107 #endif
1108
1109 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1110
1111 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1112 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1113 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1114 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1115 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1116 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1117
1118 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1119 {
1120         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1121         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1122 }
1123
1124 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1125 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1126 {
1127         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1128 }
1129 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1130                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1131 #else
1132 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1133 {
1134         return false;
1135 }
1136 #endif
1137
1138 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1139 {
1140         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1144 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1145 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1146
1147 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1148 {
1149         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1150                 return false;
1151         if (!is_zone_device_page(page))
1152                 return false;
1153         switch (page->pgmap->type) {
1154         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1155         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1156                 return true;
1157         default:
1158                 break;
1159         }
1160         return false;
1161 }
1162
1163 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1164
1165 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1166 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1167 {
1168         return false;
1169 }
1170
1171 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1172 {
1173 }
1174 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1175
1176 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1177 {
1178         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1179                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1180                 is_zone_device_page(page) &&
1181                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1182 }
1183
1184 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1185 {
1186         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1187                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1188                 is_zone_device_page(page) &&
1189                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1190 }
1191
1192 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1193 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1194         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1195
1196 static inline void get_page(struct page *page)
1197 {
1198         page = compound_head(page);
1199         /*
1200          * Getting a normal page or the head of a compound page
1201          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1202          */
1203         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1204         page_ref_inc(page);
1205 }
1206
1207 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1208 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1209                                                    unsigned int flags);
1210
1211
1212 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1213 {
1214         page = compound_head(page);
1215         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1216                 return false;
1217         page_ref_inc(page);
1218         return true;
1219 }
1220
1221 static inline void put_page(struct page *page)
1222 {
1223         page = compound_head(page);
1224
1225         /*
1226          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1227          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1228          * need to inform the device driver through callback. See
1229          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1230          */
1231         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1232                 put_devmap_managed_page(page);
1233                 return;
1234         }
1235
1236         if (put_page_testzero(page))
1237                 __put_page(page);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1242  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1243  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1244  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1245  *
1246  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1247  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1248  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1249  *
1250  * Choice of value:
1251  *
1252  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1253  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1254  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1255  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1256  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1257  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1258  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1259  *
1260  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1261  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1262  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1263  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1264  * issue.
1265  *
1266  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1267  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1268  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1269  * table entries.
1270  */
1271 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1272
1273 void unpin_user_page(struct page *page);
1274 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1275                                  bool make_dirty);
1276 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1277                                       bool make_dirty);
1278 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1279
1280 /**
1281  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1282  * @page: The page.
1283  *
1284  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1285  * a function in the pin_user_pages() family.
1286  *
1287  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1288  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1289  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1290  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1291  *
1292  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1293  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1294  * deal gracefully with a false positive.
1295  *
1296  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1297  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1298  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1299  * scheme).
1300  *
1301  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1302  *
1303  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1304  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1305  */
1306 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1307 {
1308         if (hpage_pincount_available(page))
1309                 return compound_pincount(page) > 0;
1310
1311         /*
1312          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1313          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1314          * further incrementing the refcount.
1315          *
1316          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1317          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1318          */
1319         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1320                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1321 }
1322
1323 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1324 {
1325         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1330  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1331  */
1332 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1333                                           struct page *page)
1334 {
1335         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1336                 return false;
1337
1338         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1339                 return false;
1340
1341         return page_maybe_dma_pinned(page);
1342 }
1343
1344 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1345 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1346 #endif
1347
1348 /*
1349  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1350  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1351  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1352  * node id available in page flags.
1353  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1354  * pages in a zone.
1355  */
1356 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1357 {
1358         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1359 }
1360
1361 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1362 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1363 #else
1364 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1365 {
1366         struct page *p = (struct page *)page;
1367
1368         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1369 }
1370 #endif
1371
1372 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1373 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1374 {
1375         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1376 }
1377
1378 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1379 {
1380         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1381 }
1382
1383 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1384 {
1385         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1386 }
1387
1388 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1389 {
1390         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1391 }
1392
1393 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1394 {
1395         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1396 }
1397
1398 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1399 {
1400         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1401 }
1402
1403 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1404 {
1405         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1406 }
1407
1408 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1409 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1410 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1411 {
1412         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1413 }
1414
1415 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1416 {
1417         return page->_last_cpupid;
1418 }
1419 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1420 {
1421         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1422 }
1423 #else
1424 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1425 {
1426         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1427 }
1428
1429 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1430
1431 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1432 {
1433         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1434 }
1435 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1436 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1437 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1438 {
1439         return page_to_nid(page); /* XXX */
1440 }
1441
1442 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1443 {
1444         return page_to_nid(page); /* XXX */
1445 }
1446
1447 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1448 {
1449         return -1;
1450 }
1451
1452 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1453 {
1454         return -1;
1455 }
1456
1457 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1458 {
1459         return -1;
1460 }
1461
1462 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1463 {
1464         return -1;
1465 }
1466
1467 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1468 {
1469         return true;
1470 }
1471
1472 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1473 {
1474 }
1475
1476 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1477 {
1478         return false;
1479 }
1480 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1481
1482 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1483
1484 /*
1485  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1486  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1487  * value 0x00 maps to 0xff.
1488  */
1489
1490 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1491 {
1492         u8 tag = 0xff;
1493
1494         if (kasan_enabled()) {
1495                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1496                 tag ^= 0xff;
1497         }
1498
1499         return tag;
1500 }
1501
1502 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1503 {
1504         if (kasan_enabled()) {
1505                 tag ^= 0xff;
1506                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1507                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1508         }
1509 }
1510
1511 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1512 {
1513         if (kasan_enabled())
1514                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1515 }
1516
1517 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1518
1519 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1520 {
1521         return 0xff;
1522 }
1523
1524 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1525 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1526
1527 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1528
1529 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1530 {
1531         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1532 }
1533
1534 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1535 {
1536         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1537 }
1538
1539 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1540 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1541 {
1542         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1543         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1544 }
1545
1546 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1547 {
1548         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1549 }
1550 #endif
1551
1552 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1553 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1554 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1555 {
1556         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1557                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1558 }
1559 #else
1560 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1561 {
1562         return true;
1563 }
1564 #endif
1565
1566 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1567 {
1568         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1569         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1570 }
1571
1572 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1573 {
1574         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1575         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1576 }
1577
1578 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1579         unsigned long node, unsigned long pfn)
1580 {
1581         set_page_zone(page, zone);
1582         set_page_node(page, node);
1583 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1584         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1585 #endif
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1590  */
1591 #include <linux/vmstat.h>
1592
1593 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1594 {
1595         return page_to_virt(page);
1596 }
1597
1598 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1599 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1600 #endif
1601
1602 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1603 static inline void *page_address(const struct page *page)
1604 {
1605         return page->virtual;
1606 }
1607 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1608 {
1609         page->virtual = address;
1610 }
1611 #define page_address_init()  do { } while(0)
1612 #endif
1613
1614 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1615 void *page_address(const struct page *page);
1616 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1617 void page_address_init(void);
1618 #endif
1619
1620 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1621 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1622 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1623 #define page_address_init()  do { } while(0)
1624 #endif
1625
1626 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1627 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1628 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1629
1630 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1631
1632 static inline
1633 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1634 {
1635         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1636                 return __page_file_mapping(page);
1637
1638         return page->mapping;
1639 }
1640
1641 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1642
1643 /*
1644  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1645  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1646  */
1647 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1648 {
1649         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1650                 return __page_file_index(page);
1651         return page->index;
1652 }
1653
1654 bool page_mapped(struct page *page);
1655 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1656
1657 /*
1658  * Return true only if the page has been allocated with
1659  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1660  * met implying that the system is under some pressure.
1661  */
1662 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1663 {
1664         /*
1665          * Page index cannot be this large so this must be
1666          * a pfmemalloc page.
1667          */
1668         return page->index == -1UL;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1673  * page.
1674  */
1675 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1676 {
1677         page->index = -1UL;
1678 }
1679
1680 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1681 {
1682         page->index = 0;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1687  */
1688 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1689
1690 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1691 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1692
1693 /*
1694  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1695  * various contexts.
1696  */
1697 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1698
1699 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1700
1701 #ifdef CONFIG_MMU
1702 extern bool can_do_mlock(void);
1703 #else
1704 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1705 #endif
1706 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1707 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1708
1709 /*
1710  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1711  */
1712 struct zap_details {
1713         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1714         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1715         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1716         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1717 };
1718
1719 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1720                              pte_t pte);
1721 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1722                                 pmd_t pmd);
1723
1724 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1725                   unsigned long size);
1726 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1727                     unsigned long size);
1728 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1729                 unsigned long start, unsigned long end);
1730
1731 struct mmu_notifier_range;
1732
1733 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1734                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1735 int
1736 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1737 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1738                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1739                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1740 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1741                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1742 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1743         unsigned long *pfn);
1744 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1745                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1746 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1747                         void *buf, int len, int write);
1748
1749 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1750 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1751 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1752 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1753 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1754 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1755 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1756
1757 #ifdef CONFIG_MMU
1758 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1759                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1760                                   struct pt_regs *regs);
1761 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1762                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1763                             bool *unlocked);
1764 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1765 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1766                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1767 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1768                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1769 #else
1770 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1771                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1772                                          struct pt_regs *regs)
1773 {
1774         /* should never happen if there's no MMU */
1775         BUG();
1776         return VM_FAULT_SIGBUS;
1777 }
1778 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1779                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1780 {
1781         /* should never happen if there's no MMU */
1782         BUG();
1783         return -EFAULT;
1784 }
1785 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1786 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1787                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1788 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1789                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1790 #endif
1791
1792 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1793                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1794 {
1795         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1796 }
1797
1798 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1799                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1800 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1801                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1802 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1803                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1804
1805 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1806                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1807                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1808                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1809 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1810                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1811                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1812                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1813 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1814                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1815                             struct vm_area_struct **vmas);
1816 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1817                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1818                     struct vm_area_struct **vmas);
1819 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1820                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1821 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1822                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1823 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1824                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1825 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1826                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1827
1828 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1829                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1830 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1831                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1832
1833 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1834 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1835                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1836
1837 struct kvec;
1838 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1839                         struct page **pages);
1840 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1841 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1842
1843 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1844 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1845                               unsigned int length);
1846
1847 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1848                                 struct page *page);
1849 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1850                           struct bdi_writeback *wb);
1851 int set_page_dirty(struct page *page);
1852 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1853 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1854 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1855 {
1856         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1857         if (PageDirty(page))
1858                 __cancel_dirty_page(page);
1859 }
1860 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1861
1862 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1863
1864 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1865                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1866                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1867                 bool need_rmap_locks);
1868
1869 /*
1870  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1871  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1872  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1873  * time.
1874  */
1875 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1876 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1877 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1878 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1879 /* Whether this change is for write protecting */
1880 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1881 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1882 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1883                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1884
1885 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1886                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1887                               unsigned long cp_flags);
1888 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1889                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1890                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1891
1892 /*
1893  * doesn't attempt to fault and will return short.
1894  */
1895 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1896                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1897 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1898                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1899
1900 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1901                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1902 {
1903         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1904 }
1905 /*
1906  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1907  */
1908 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1909 {
1910         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1911
1912 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1913         /*
1914          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1915          * But it's never be expected number for users.
1916          */
1917         if (val < 0)
1918                 val = 0;
1919 #endif
1920         return (unsigned long)val;
1921 }
1922
1923 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1924
1925 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1926 {
1927         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1928
1929         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1930 }
1931
1932 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1933 {
1934         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1935
1936         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1937 }
1938
1939 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1940 {
1941         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1942
1943         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1944 }
1945
1946 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1947 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1948 {
1949         if (PageSwapBacked(page))
1950                 return MM_SHMEMPAGES;
1951         return MM_FILEPAGES;
1952 }
1953
1954 static inline int mm_counter(struct page *page)
1955 {
1956         if (PageAnon(page))
1957                 return MM_ANONPAGES;
1958         return mm_counter_file(page);
1959 }
1960
1961 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1962 {
1963         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1964                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1965                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1966 }
1967
1968 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1969 {
1970         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1971 }
1972
1973 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1974 {
1975         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1976 }
1977
1978 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1979 {
1980         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1981
1982         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1983                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1984 }
1985
1986 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1987 {
1988         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1989                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1990 }
1991
1992 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1993 {
1994         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1995 }
1996
1997 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1998                                          struct mm_struct *mm)
1999 {
2000         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2001
2002         if (*maxrss < hiwater_rss)
2003                 *maxrss = hiwater_rss;
2004 }
2005
2006 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2007 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2008 #else
2009 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2010 {
2011 }
2012 #endif
2013
2014 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2015 static inline int pte_special(pte_t pte)
2016 {
2017         return 0;
2018 }
2019
2020 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2021 {
2022         return pte;
2023 }
2024 #endif
2025
2026 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2027 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2028 {
2029         return 0;
2030 }
2031 #endif
2032
2033 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2034
2035 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2036                                spinlock_t **ptl);
2037 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2038                                     spinlock_t **ptl)
2039 {
2040         pte_t *ptep;
2041         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2042         return ptep;
2043 }
2044
2045 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2046 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2047                                                 unsigned long address)
2048 {
2049         return 0;
2050 }
2051 #else
2052 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2053 #endif
2054
2055 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2056 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2057                                                 unsigned long address)
2058 {
2059         return 0;
2060 }
2061 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2062 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2063
2064 #else
2065 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2066
2067 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2068 {
2069         if (mm_pud_folded(mm))
2070                 return;
2071         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2072 }
2073
2074 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2075 {
2076         if (mm_pud_folded(mm))
2077                 return;
2078         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2079 }
2080 #endif
2081
2082 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2083 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2084                                                 unsigned long address)
2085 {
2086         return 0;
2087 }
2088
2089 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2090 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2091
2092 #else
2093 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2094
2095 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2096 {
2097         if (mm_pmd_folded(mm))
2098                 return;
2099         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2100 }
2101
2102 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2103 {
2104         if (mm_pmd_folded(mm))
2105                 return;
2106         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2107 }
2108 #endif
2109
2110 #ifdef CONFIG_MMU
2111 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2112 {
2113         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2114 }
2115
2116 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2117 {
2118         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2119 }
2120
2121 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2122 {
2123         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2124 }
2125
2126 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2127 {
2128         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2129 }
2130 #else
2131
2132 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2133 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2134 {
2135         return 0;
2136 }
2137
2138 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2139 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2140 #endif
2141
2142 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2143 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2144
2145 #if defined(CONFIG_MMU)
2146
2147 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2148                 unsigned long address)
2149 {
2150         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2151                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2152 }
2153
2154 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2155                 unsigned long address)
2156 {
2157         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2158                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2159 }
2160
2161 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2162 {
2163         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2164                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2165 }
2166 #endif /* CONFIG_MMU */
2167
2168 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2169 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2170 void __init ptlock_cache_init(void);
2171 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2172 extern void ptlock_free(struct page *page);
2173
2174 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2175 {
2176         return page->ptl;
2177 }
2178 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2179 static inline void ptlock_cache_init(void)
2180 {
2181 }
2182
2183 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2184 {
2185         return true;
2186 }
2187
2188 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2189 {
2190 }
2191
2192 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2193 {
2194         return &page->ptl;
2195 }
2196 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2197
2198 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2199 {
2200         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2201 }
2202
2203 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2204 {
2205         /*
2206          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2207          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2208          *
2209          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2210          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2211          */
2212         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2213         if (!ptlock_alloc(page))
2214                 return false;
2215         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2216         return true;
2217 }
2218
2219 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2220 /*
2221  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2222  */
2223 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2224 {
2225         return &mm->page_table_lock;
2226 }
2227 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2228 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2229 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2230 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2231
2232 static inline void pgtable_init(void)
2233 {
2234         ptlock_cache_init();
2235         pgtable_cache_init();
2236 }
2237
2238 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2239 {
2240         if (!ptlock_init(page))
2241                 return false;
2242         __SetPageTable(page);
2243         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2244         return true;
2245 }
2246
2247 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2248 {
2249         ptlock_free(page);
2250         __ClearPageTable(page);
2251         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2252 }
2253
2254 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2255 ({                                                      \
2256         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2257         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2258         *(ptlp) = __ptl;                                \
2259         spin_lock(__ptl);                               \
2260         __pte;                                          \
2261 })
2262
2263 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2264         spin_unlock(ptl);                               \
2265         pte_unmap(pte);                                 \
2266 } while (0)
2267
2268 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2269
2270 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2271         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2272
2273 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2274         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2275                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2276
2277 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2278         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2279                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2280
2281 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2282
2283 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2284 {
2285         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2286         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2287 }
2288
2289 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2290 {
2291         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2292 }
2293
2294 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2295 {
2296 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2297         page->pmd_huge_pte = NULL;
2298 #endif
2299         return ptlock_init(page);
2300 }
2301
2302 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2303 {
2304 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2305         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2306 #endif
2307         ptlock_free(page);
2308 }
2309
2310 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2311
2312 #else
2313
2314 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2315 {
2316         return &mm->page_table_lock;
2317 }
2318
2319 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2320 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2321
2322 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2323
2324 #endif
2325
2326 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2327 {
2328         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2329         spin_lock(ptl);
2330         return ptl;
2331 }
2332
2333 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2334 {
2335         if (!pmd_ptlock_init(page))
2336                 return false;
2337         __SetPageTable(page);
2338         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2339         return true;
2340 }
2341
2342 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2343 {
2344         pmd_ptlock_free(page);
2345         __ClearPageTable(page);
2346         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2351  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2352  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2353  * which need to be converted from page_table_lock.
2354  */
2355 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2356 {
2357         return &mm->page_table_lock;
2358 }
2359
2360 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2361 {
2362         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2363
2364         spin_lock(ptl);
2365         return ptl;
2366 }
2367
2368 extern void __init pagecache_init(void);
2369 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2370 extern void free_initmem(void);
2371
2372 /*
2373  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2374  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2375  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2376  * Return pages freed into the buddy system.
2377  */
2378 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2379                                         int poison, const char *s);
2380
2381 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2382 extern void mem_init_print_info(void);
2383
2384 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2385
2386 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2387 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2388 {
2389         ClearPageReserved(page);
2390         init_page_count(page);
2391         __free_page(page);
2392         adjust_managed_page_count(page, 1);
2393 }
2394 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2395
2396 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2397 {
2398         SetPageReserved(page);
2399         adjust_managed_page_count(page, -1);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2404  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2405  * range [0, UCHAR_MAX].
2406  * Return pages freed into the buddy system.
2407  */
2408 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2409 {
2410         extern char __init_begin[], __init_end[];
2411
2412         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2413                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2414 }
2415
2416 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2417 {
2418         int nid;
2419         unsigned long phys_pages = 0;
2420
2421         for_each_online_node(nid)
2422                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2423
2424         return phys_pages;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2429  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2430  * architecture independent manner.
2431  *
2432  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2433  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2434  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2435  * usage, an architecture is expected to do something like
2436  *
2437  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2438  *                                                       max_highmem_pfn};
2439  * for_each_valid_physical_page_range()
2440  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2441  * free_area_init(max_zone_pfns);
2442  */
2443 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2444 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2445 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2446                                                 unsigned long end_pfn);
2447 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2448                                                 unsigned long end_pfn);
2449 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2450                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2451 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2452
2453 #ifndef CONFIG_NUMA
2454 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2455 {
2456         return 0;
2457 }
2458 #else
2459 /* please see mm/page_alloc.c */
2460 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2461 #endif
2462
2463 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2464 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2465                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2466                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2467 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2468 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2469 extern void mem_init(void);
2470 extern void __init mmap_init(void);
2471 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2472 extern long si_mem_available(void);
2473 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2474 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2475 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2476 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2477 #endif
2478
2479 extern __printf(3, 4)
2480 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2481
2482 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2483
2484 /* page_alloc.c */
2485 extern int min_free_kbytes;
2486 extern int watermark_boost_factor;
2487 extern int watermark_scale_factor;
2488 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2489
2490 /* nommu.c */
2491 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2492 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2493
2494 /* interval_tree.c */
2495 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2496                               struct rb_root_cached *root);
2497 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2498                                     struct vm_area_struct *prev,
2499                                     struct rb_root_cached *root);
2500 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2501                               struct rb_root_cached *root);
2502 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2503                                 unsigned long start, unsigned long last);
2504 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2505                                 unsigned long start, unsigned long last);
2506
2507 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2508         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2509              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2510
2511 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2512                                    struct rb_root_cached *root);
2513 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2514                                    struct rb_root_cached *root);
2515 struct anon_vma_chain *
2516 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2517                                   unsigned long start, unsigned long last);
2518 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2519         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2520 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2521 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2522 #endif
2523
2524 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2525         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2526              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2527
2528 /* mmap.c */
2529 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2530 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2531         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2532         struct vm_area_struct *expand);
2533 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2534         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2535 {
2536         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2537 }
2538 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2539         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2540         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2541         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2542 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2543 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2544         unsigned long addr, int new_below);
2545 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2546         unsigned long addr, int new_below);
2547 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2548 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2549         struct rb_node **, struct rb_node *);
2550 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2551 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2552         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2553         bool *need_rmap_locks);
2554 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2555
2556 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2557                                     unsigned long new,
2558                                     unsigned long start,
2559                                     unsigned long end_data,
2560                                     unsigned long start_data)
2561 {
2562         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2563                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2564                         return -ENOSPC;
2565         }
2566
2567         return 0;
2568 }
2569
2570 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2571 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2572
2573 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2574 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2575 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2576
2577 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2578 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2579
2580 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2581                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2582 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2583                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2584                                    unsigned long flags,
2585                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2586 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2587 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2588                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2589                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2590
2591 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2592
2593 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2594
2595 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2596         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2597         struct list_head *uf);
2598 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2599         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2600         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2601 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2602                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2603 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2604                      struct list_head *uf);
2605 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2606
2607 #ifdef CONFIG_MMU
2608 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2609                          int ignore_errors);
2610 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2611 {
2612         /* Ignore errors */
2613         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2614 }
2615 #else
2616 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2617 #endif
2618
2619 /* These take the mm semaphore themselves */
2620 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2621 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2622 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2623 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2624         unsigned long, unsigned long,
2625         unsigned long, unsigned long);
2626
2627 struct vm_unmapped_area_info {
2628 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2629         unsigned long flags;
2630         unsigned long length;
2631         unsigned long low_limit;
2632         unsigned long high_limit;
2633         unsigned long align_mask;
2634         unsigned long align_offset;
2635 };
2636
2637 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2638
2639 /* truncate.c */
2640 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2641 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2642                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2643 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2644
2645 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2646 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2647 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2648                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2649 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2650
2651 /* mm/page-writeback.c */
2652 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2653 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2654
2655 extern unsigned long stack_guard_gap;
2656 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2657 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2658
2659 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2660 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2661                 unsigned long address);
2662 #if VM_GROWSUP
2663 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2664 #else
2665   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2666 #endif
2667
2668 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2669 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2670 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2671                                              struct vm_area_struct **pprev);
2672
2673 /**
2674  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2675  * @mm: The process address space.
2676  * @start_addr: The inclusive start user address.
2677  * @end_addr: The exclusive end user address.
2678  *
2679  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2680  * start_addr < end_addr.
2681  */
2682 static inline
2683 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2684                                              unsigned long start_addr,
2685                                              unsigned long end_addr)
2686 {
2687         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2688
2689         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2690                 vma = NULL;
2691         return vma;
2692 }
2693
2694 /**
2695  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2696  * @mm: The process address space.
2697  * @addr: The user address.
2698  *
2699  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2700  */
2701 static inline
2702 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2703 {
2704         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2705
2706         if (vma && addr < vma->vm_start)
2707                 vma = NULL;
2708
2709         return vma;
2710 }
2711
2712 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2713 {
2714         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2715
2716         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2717                 vm_start -= stack_guard_gap;
2718                 if (vm_start > vma->vm_start)
2719                         vm_start = 0;
2720         }
2721         return vm_start;
2722 }
2723
2724 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2725 {
2726         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2727
2728         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2729                 vm_end += stack_guard_gap;
2730                 if (vm_end < vma->vm_end)
2731                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2732         }
2733         return vm_end;
2734 }
2735
2736 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2737 {
2738         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2739 }
2740
2741 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2742 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2743                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2744 {
2745         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2746
2747         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2748                 vma = NULL;
2749
2750         return vma;
2751 }
2752
2753 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2754                                 unsigned long start, unsigned long end)
2755 {
2756         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2757 }
2758
2759 #ifdef CONFIG_MMU
2760 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2761 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2762 #else
2763 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2764 {
2765         return __pgprot(0);
2766 }
2767 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2768 {
2769         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2770 }
2771 #endif
2772
2773 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2774
2775 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2776 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2777                         unsigned long start, unsigned long end);
2778 #endif
2779
2780 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2781 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2782                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2783 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2784                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2785 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2786 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2787                         struct page **pages, unsigned long *num);
2788 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2789                                 unsigned long num);
2790 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2791                                 unsigned long num);
2792 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2793                         unsigned long pfn);
2794 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2795                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2796 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2797                         pfn_t pfn);
2798 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2799                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2800 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2801                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2802 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2803
2804 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2805                                 unsigned long addr, struct page *page)
2806 {
2807         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2808
2809         if (err == -ENOMEM)
2810                 return VM_FAULT_OOM;
2811         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2812                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2813
2814         return VM_FAULT_NOPAGE;
2815 }
2816
2817 #ifndef io_remap_pfn_range
2818 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2819                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2820                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2821 {
2822         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2823 }
2824 #endif
2825
2826 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2827 {
2828         if (err == -ENOMEM)
2829                 return VM_FAULT_OOM;
2830         return VM_FAULT_SIGBUS;
2831 }
2832
2833 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2834                          unsigned int foll_flags);
2835
2836 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2837 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2838 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2839 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2840 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2841 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2842                                  * and return without waiting upon it */
2843 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2844 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2845 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2846 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2847 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2848 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2849 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2850 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2851 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2852 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2853 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2854 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2855 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2856
2857 /*
2858  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2859  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2860  *
2861  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2862  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2863  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2864  *
2865  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2866  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2867  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2868  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2869  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2870  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2871  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2872  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2873  *
2874  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2875  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2876  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2877  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2878  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2879  *
2880  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2881  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2882  * FOLL_LONGTERM is specified.
2883  *
2884  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2885  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2886  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2887  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2888  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2889  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2890  * a call to unpin_user_page().
2891  *
2892  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2893  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2894  * its own acquire and release mechanisms:
2895  *
2896  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2897  *
2898  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2899  *
2900  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2901  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2902  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2903  * callers, not on the pages.)
2904  *
2905  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2906  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2907  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2908  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2909  *
2910  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2911  */
2912
2913 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2914 {
2915         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2916                 return -ENOMEM;
2917         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2918                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2919         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2920                 return -EFAULT;
2921         return 0;
2922 }
2923
2924 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2925 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2926                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2927 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2928                                    unsigned long address, unsigned long size,
2929                                    pte_fn_t fn, void *data);
2930
2931 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2932 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2933 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2934 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2935 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2936 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2937 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2938 {
2939         return _page_poisoning_enabled_early;
2940 }
2941 /*
2942  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2943  * false negative result is not harmful when called too early.
2944  */
2945 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2946 {
2947         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2948 }
2949 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2950 {
2951         if (page_poisoning_enabled_static())
2952                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2953 }
2954 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2955 {
2956         if (page_poisoning_enabled_static())
2957                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2958 }
2959 #else
2960 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2961 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2962 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2963 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2964 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2965 #endif
2966
2967 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2968 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2969 {
2970         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2971                                 &init_on_alloc))
2972                 return true;
2973         return flags & __GFP_ZERO;
2974 }
2975
2976 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2977 static inline bool want_init_on_free(void)
2978 {
2979         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2980                                    &init_on_free);
2981 }
2982
2983 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2984 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2985
2986 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2987 {
2988         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2989                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2990 }
2991
2992 /*
2993  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2994  * false negative result is not harmful when called too early.
2995  */
2996 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2997 {
2998         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2999                 return false;
3000
3001         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3002 }
3003
3004 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3005 /*
3006  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3007  * __kernel_map_pages() never fails
3008  */
3009 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3010
3011 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3012 {
3013         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3014                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3015 }
3016
3017 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3018 {
3019         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3020                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3021 }
3022 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3023 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3024 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3025 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3026
3027 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3028 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3029 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3030 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3031 #else
3032 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3033 {
3034         return NULL;
3035 }
3036 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3037 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3038 {
3039         return 0;
3040 }
3041 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3042
3043 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3044
3045 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3046 extern int sysctl_drop_caches;
3047 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3048                 loff_t *);
3049 #endif
3050
3051 void drop_slab(void);
3052 void drop_slab_node(int nid);
3053
3054 #ifndef CONFIG_MMU
3055 #define randomize_va_space 0
3056 #else
3057 extern int randomize_va_space;
3058 #endif
3059
3060 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3061 #ifdef CONFIG_MMU
3062 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3063 #else
3064 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3065 {
3066 }
3067 #endif
3068
3069 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3070 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3071                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3072 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3073 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3074 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3075 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3076 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3077                             struct vmem_altmap *altmap);
3078 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3079 struct vmem_altmap;
3080 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3081                               struct vmem_altmap *altmap);
3082 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3083 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3084                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3085 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3086                 struct vmem_altmap *altmap);
3087 void vmemmap_populate_print_last(void);
3088 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3089 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3090                 struct vmem_altmap *altmap);
3091 #endif
3092 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3093                                   unsigned long nr_pages);
3094
3095 enum mf_flags {
3096         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3097         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3098         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3099         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3100 };
3101 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3102 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3103 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3104 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3105 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3106 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3107 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3108 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3109 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3110
3111
3112 /*
3113  * Error handlers for various types of pages.
3114  */
3115 enum mf_result {
3116         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3117         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3118         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3119         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3120 };
3121
3122 enum mf_action_page_type {
3123         MF_MSG_KERNEL,
3124         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3125         MF_MSG_SLAB,
3126         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3127         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3128         MF_MSG_HUGE,
3129         MF_MSG_FREE_HUGE,
3130         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3131         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3132         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3133         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3134         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3135         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3136         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3137         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3138         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3139         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3140         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3141         MF_MSG_BUDDY,
3142         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3143         MF_MSG_DAX,
3144         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3145         MF_MSG_UNKNOWN,
3146 };
3147
3148 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3149 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3150                             unsigned long addr_hint,
3151                             unsigned int pages_per_huge_page);
3152 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3153                                 unsigned long addr_hint,
3154                                 struct vm_area_struct *vma,
3155                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3156 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3157                                 const void __user *usr_src,
3158                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3159                                 bool allow_pagefault);
3160
3161 /**
3162  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3163  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3164  *
3165  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3166  * the definition in vm_normal_page().
3167  *
3168  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3169  * false otherwise.
3170  */
3171 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3172 {
3173         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3174                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3175 }
3176
3177 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3178
3179 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3180 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3181 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3182
3183 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3184 {
3185         return _debug_guardpage_minorder;
3186 }
3187
3188 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3189 {
3190         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3191 }
3192
3193 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3194 {
3195         if (!debug_guardpage_enabled())
3196                 return false;
3197
3198         return PageGuard(page);
3199 }
3200 #else
3201 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3202 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3203 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3204 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3205
3206 #if MAX_NUMNODES > 1
3207 void __init setup_nr_node_ids(void);
3208 #else
3209 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3210 #endif
3211
3212 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3213
3214 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3215 {
3216         return !memcmp_pages(page1, page2);
3217 }
3218
3219 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3220 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3221                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3222                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3223                                                 unsigned long *bitmap,
3224                                                 pgoff_t *start,
3225                                                 pgoff_t *end);
3226
3227 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3228                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3229 #endif
3230
3231 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3232
3233 #ifdef CONFIG_PRINTK
3234 void mem_dump_obj(void *object);
3235 #else
3236 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3237 #endif
3238
3239 /**
3240  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3241  * @seals: the seals to check
3242  * @vma: the vma to operate on
3243  *
3244  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3245  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3246  */
3247 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3248 {
3249         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3250                 /*
3251                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3252                  * "future write" seal active.
3253                  */
3254                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3255                         return -EPERM;
3256
3257                 /*
3258                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3259                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3260                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3261                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3262                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3263                  */
3264                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3265                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3266         }
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 #endif /* __KERNEL__ */
3272 #endif /* _LINUX_MM_H */