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