Merge tag 'irq-urgent-2021-03-14' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
228
229 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
230 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
231
232 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
233 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
234
235 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
236
237 /*
238  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
239  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
240  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
241  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
242  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
243  * mmap() functions).
244  */
245
246 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
247 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
248 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
249
250 #ifndef CONFIG_MMU
251 extern struct rb_root nommu_region_tree;
252 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
253
254 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
255 #endif
256
257 /*
258  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
259  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
260  */
261 #define VM_NONE         0x00000000
262
263 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
264 #define VM_WRITE        0x00000002
265 #define VM_EXEC         0x00000004
266 #define VM_SHARED       0x00000008
267
268 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
269 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
270 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
271 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
272 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
273
274 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
275 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
276 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
277 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
278 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
279
280 #define VM_LOCKED       0x00002000
281 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
282
283                                         /* Used by sys_madvise() */
284 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
285 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
286
287 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
288 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
289 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
290 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
291 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
292 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
293 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
294 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
295 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
296 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
297
298 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
299 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
300 #else
301 # define VM_SOFTDIRTY   0
302 #endif
303
304 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
305 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
306 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
307 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
308
309 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
310 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
311 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
312 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
313 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
314 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
315 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
316 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
317 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
318 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
319 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
320 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
321
322 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
323 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
324 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
325 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
326 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
327 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
328 #ifdef CONFIG_PPC
329 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
330 #else
331 # define VM_PKEY_BIT4  0
332 #endif
333 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
334
335 #if defined(CONFIG_X86)
336 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
337 #elif defined(CONFIG_PPC)
338 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
339 #elif defined(CONFIG_PARISC)
340 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
341 #elif defined(CONFIG_IA64)
342 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
343 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
344 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
345 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
346 #elif defined(CONFIG_ARM64)
347 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
348 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
349 #elif !defined(CONFIG_MMU)
350 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
351 #endif
352
353 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
354 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
355 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
356 #else
357 # define VM_MTE         VM_NONE
358 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
359 #endif
360
361 #ifndef VM_GROWSUP
362 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
363 #endif
364
365 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
366 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
367
368 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
369
370 /* Common data flag combinations */
371 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
372                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
373 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
374                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
375 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
376                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
377
378 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
379 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
380 #endif
381
382 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
383 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
384 #endif
385
386 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
387 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
388 #else
389 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
390 #endif
391
392 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
393
394 /* VMA basic access permission flags */
395 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
396
397
398 /*
399  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
400  */
401 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
402
403 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
404 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
405
406 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
407 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
408
409 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
410 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
411
412 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
413 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
414 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
415 #endif
416 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
417
418 /*
419  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
420  * low four bits) to a page protection mask..
421  */
422 extern pgprot_t protection_map[16];
423
424 /**
425  * Fault flag definitions.
426  *
427  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
428  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
429  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
430  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
431  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
432  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
433  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
434  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
435  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
436  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
437  *
438  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
439  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
440  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
441  *
442  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
443  *                              this is the first try
444  *
445  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
446  *                              we've already tried at least once
447  *
448  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
449  *
450  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
451  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
452  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
453  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
454  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
455  * interrupted if necessary.
456  */
457 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
458 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
459 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
460 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
461 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
462 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
463 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
464 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
465 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
466 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
467
468 /*
469  * The default fault flags that should be used by most of the
470  * arch-specific page fault handlers.
471  */
472 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
473                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
474                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
475
476 /**
477  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
478  *
479  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
480  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
481  * to change, in which case we can try to be polite to release the
482  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
483  * processes that would also want the mmap_lock.
484  *
485  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
486  * attempt of the fault handling; false otherwise.
487  */
488 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
489 {
490         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
491             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
492 }
493
494 #define FAULT_FLAG_TRACE \
495         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
496         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
497         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
498         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
499         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
500         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
501         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
502         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
503         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
504         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
505
506 /*
507  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
508  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
509  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
510  *
511  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
512  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
513  *
514  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
515  */
516 struct vm_fault {
517         const struct {
518                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
519                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
520                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
521                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
522         };
523         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags
524                                          * XXX: should really be 'const' */
525         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
526                                          * the 'address' */
527         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
528                                          * the 'address'
529                                          */
530         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
531
532         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
533         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
534                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
535                                          * is set (which is also implied by
536                                          * VM_FAULT_ERROR).
537                                          */
538         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
539         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
540                                          * the 'address'. NULL if the page
541                                          * table hasn't been allocated.
542                                          */
543         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
544                                          * Protects pte page table if 'pte'
545                                          * is not NULL, otherwise pmd.
546                                          */
547         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
548                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
549                                          * table from atomic context.
550                                          * do_fault_around() pre-allocates
551                                          * page table to avoid allocation from
552                                          * atomic context.
553                                          */
554 };
555
556 /* page entry size for vm->huge_fault() */
557 enum page_entry_size {
558         PE_SIZE_PTE = 0,
559         PE_SIZE_PMD,
560         PE_SIZE_PUD,
561 };
562
563 /*
564  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
565  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
566  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
567  */
568 struct vm_operations_struct {
569         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
570         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
571         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
572         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
573         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area, unsigned long flags);
574         /*
575          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
576          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
577          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
578          */
579         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
580                         unsigned long end, unsigned long newflags);
581         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
582         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
583                         enum page_entry_size pe_size);
584         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
585                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
586         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
587
588         /* notification that a previously read-only page is about to become
589          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
590         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
591
592         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
593         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
594
595         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
596          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
597          * implementation useful for any iomem mapping.
598          */
599         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
600                       void *buf, int len, int write);
601
602         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
603          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
604          * vma to be dumped unconditionally. */
605         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
606
607 #ifdef CONFIG_NUMA
608         /*
609          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
610          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
611          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
612          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
613          * mempolicy.
614          */
615         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
616
617         /*
618          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
619          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
620          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
621          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
622          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
623          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
624          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
625          * policy.
626          */
627         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
628                                         unsigned long addr);
629 #endif
630         /*
631          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
632          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
633          * (using pte_page()) would not find the correct page.
634          */
635         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
636                                           unsigned long addr);
637 };
638
639 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
640 {
641         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
642
643         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
644         vma->vm_mm = mm;
645         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
646         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
647 }
648
649 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
650 {
651         vma->vm_ops = NULL;
652 }
653
654 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
655 {
656         return !vma->vm_ops;
657 }
658
659 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
660 {
661         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
662
663         if (!maybe_stack)
664                 return false;
665
666         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
667                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
668                 return true;
669
670         return false;
671 }
672
673 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
674 {
675         if (!current->mm)
676                 return true;
677
678         if (current->mm != vma->vm_mm)
679                 return true;
680
681         return false;
682 }
683
684 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
685 {
686         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
687 }
688
689 #ifdef CONFIG_SHMEM
690 /*
691  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
692  * paths in userfault.
693  */
694 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
695 #else
696 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
697 #endif
698
699 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
700
701 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
702 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
703
704 struct mmu_gather;
705 struct inode;
706
707 #include <linux/huge_mm.h>
708
709 /*
710  * Methods to modify the page usage count.
711  *
712  * What counts for a page usage:
713  * - cache mapping   (page->mapping)
714  * - private data    (page->private)
715  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
716  *   is counted separately
717  *
718  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
719  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
720  */
721
722 /*
723  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
724  */
725 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
726 {
727         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
728         return page_ref_dec_and_test(page);
729 }
730
731 /*
732  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
733  * that is the case.
734  * This can be called when MMU is off so it must not access
735  * any of the virtual mappings.
736  */
737 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
738 {
739         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
740 }
741
742 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
743
744 enum {
745         REGION_INTERSECTS,
746         REGION_DISJOINT,
747         REGION_MIXED,
748 };
749
750 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
751                       unsigned long desc);
752
753 /* Support for virtually mapped pages */
754 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
755 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
756
757 /*
758  * Determine if an address is within the vmalloc range
759  *
760  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
761  * is no special casing required.
762  */
763
764 #ifndef is_ioremap_addr
765 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
766 #endif
767
768 #ifdef CONFIG_MMU
769 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
770 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
771 #else
772 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
773 {
774         return false;
775 }
776 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
777 {
778         return 0;
779 }
780 #endif
781
782 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
783 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
784 {
785         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
786 }
787 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
788 {
789         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
790 }
791 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
792 {
793         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
794 }
795
796 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
797 {
798         size_t bytes;
799
800         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
801                 return NULL;
802
803         return kvmalloc(bytes, flags);
804 }
805
806 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
807 {
808         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
809 }
810
811 extern void kvfree(const void *addr);
812 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
813
814 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
815 {
816         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
817 }
818
819 /*
820  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
821  *
822  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
823  */
824 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
825 {
826         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
827         page = compound_head(page);
828         return head_compound_mapcount(page);
829 }
830
831 /*
832  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
833  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
834  * and atomic_add_negative(-1).
835  */
836 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
837 {
838         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
839 }
840
841 int __page_mapcount(struct page *page);
842
843 /*
844  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
845  * compound_mapcount().
846  *
847  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
848  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
849  * They use this place in struct page differently.
850  */
851 static inline int page_mapcount(struct page *page)
852 {
853         if (unlikely(PageCompound(page)))
854                 return __page_mapcount(page);
855         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
856 }
857
858 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
859 int total_mapcount(struct page *page);
860 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
861 #else
862 static inline int total_mapcount(struct page *page)
863 {
864         return page_mapcount(page);
865 }
866 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
867                                            int *total_mapcount)
868 {
869         int mapcount = page_mapcount(page);
870         if (total_mapcount)
871                 *total_mapcount = mapcount;
872         return mapcount;
873 }
874 #endif
875
876 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
877 {
878         struct page *page = virt_to_page(x);
879
880         return compound_head(page);
881 }
882
883 void __put_page(struct page *page);
884
885 void put_pages_list(struct list_head *pages);
886
887 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
888
889 /*
890  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
891  * prototype for that function and accessor functions.
892  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
893  */
894 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
895
896 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
897 enum compound_dtor_id {
898         NULL_COMPOUND_DTOR,
899         COMPOUND_PAGE_DTOR,
900 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
901         HUGETLB_PAGE_DTOR,
902 #endif
903 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
904         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
905 #endif
906         NR_COMPOUND_DTORS,
907 };
908 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
909
910 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
911                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
912 {
913         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
914         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
915 }
916
917 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
918 {
919         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
920         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
921 }
922
923 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
924 {
925         if (!PageHead(page))
926                 return 0;
927         return page[1].compound_order;
928 }
929
930 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
931 {
932         /*
933          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
934          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
935          * pages cannot support it.
936          */
937         page = compound_head(page);
938         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
939 }
940
941 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
942 {
943         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
944 }
945
946 static inline int compound_pincount(struct page *page)
947 {
948         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
949         page = compound_head(page);
950         return head_compound_pincount(page);
951 }
952
953 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
954 {
955         page[1].compound_order = order;
956         page[1].compound_nr = 1U << order;
957 }
958
959 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
960 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
961 {
962         if (!PageHead(page))
963                 return 1;
964         return page[1].compound_nr;
965 }
966
967 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
968 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
969 {
970         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
971 }
972
973 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
974 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
975 {
976         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
977 }
978
979 void free_compound_page(struct page *page);
980
981 #ifdef CONFIG_MMU
982 /*
983  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
984  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
985  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
986  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
987  */
988 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
989 {
990         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
991                 pte = pte_mkwrite(pte);
992         return pte;
993 }
994
995 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
996 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
997
998 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
999 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1000 #endif
1001
1002 /*
1003  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1004  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1005  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1006  * only one copy in memory, at most, normally.
1007  *
1008  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1009  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1010  *   freelist management in the buddy allocator.
1011  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1012  *
1013  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1014  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1015  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1016  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1017  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1018  *
1019  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1020  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1021  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1022  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1023  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1024  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1025  * subsequently been given references to it.
1026  *
1027  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1028  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1029  * The following discussion applies only to them.
1030  *
1031  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1032  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1033  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1034  * into the filesystem to release these pages.
1035  *
1036  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1037  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1038  * in units of PAGE_SIZE.
1039  *
1040  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1041  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1042  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1043  *
1044  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1045  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1046  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1047  *
1048  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1049  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1050  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1051  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1052  *
1053  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1054  * - inode pages may need to be read from disk,
1055  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1056  *   to be written back to the inode on disk,
1057  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1058  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1059  *   back into memory.
1060  */
1061
1062 /*
1063  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1064  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1065  */
1066
1067 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1068 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1069 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1070 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1071 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1072 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1073
1074 /*
1075  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1076  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1077  * the compiler will optimise away reference to them.
1078  */
1079 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1080 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1081 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1082 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1083 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1084
1085 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1086 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1087 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1088 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1089                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1090 #else
1091 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1092 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1093                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1094 #endif
1095
1096 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1097
1098 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1099 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1100 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1101 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1102 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1103 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1104
1105 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1106 {
1107         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1108         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1109 }
1110
1111 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1112 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1113 {
1114         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1115 }
1116 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1117                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1118 #else
1119 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1120 {
1121         return false;
1122 }
1123 #endif
1124
1125 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1126 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1127 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1128
1129 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1130 {
1131         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1132                 return false;
1133         if (!is_zone_device_page(page))
1134                 return false;
1135         switch (page->pgmap->type) {
1136         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1137         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1138                 return true;
1139         default:
1140                 break;
1141         }
1142         return false;
1143 }
1144
1145 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1146
1147 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1148 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1149 {
1150         return false;
1151 }
1152
1153 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1154 {
1155 }
1156 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1157
1158 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1159 {
1160         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1161                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1162                 is_zone_device_page(page) &&
1163                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1164 }
1165
1166 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1167 {
1168         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1169                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1170                 is_zone_device_page(page) &&
1171                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1172 }
1173
1174 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1175 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1176         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1177
1178 static inline void get_page(struct page *page)
1179 {
1180         page = compound_head(page);
1181         /*
1182          * Getting a normal page or the head of a compound page
1183          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1184          */
1185         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1186         page_ref_inc(page);
1187 }
1188
1189 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1190 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1191                                                    unsigned int flags);
1192
1193
1194 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1195 {
1196         page = compound_head(page);
1197         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1198                 return false;
1199         page_ref_inc(page);
1200         return true;
1201 }
1202
1203 static inline void put_page(struct page *page)
1204 {
1205         page = compound_head(page);
1206
1207         /*
1208          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1209          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1210          * need to inform the device driver through callback. See
1211          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1212          */
1213         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1214                 put_devmap_managed_page(page);
1215                 return;
1216         }
1217
1218         if (put_page_testzero(page))
1219                 __put_page(page);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1224  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1225  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1226  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1227  *
1228  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1229  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1230  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1231  *
1232  * Choice of value:
1233  *
1234  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1235  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1236  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1237  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1238  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1239  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1240  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1241  *
1242  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1243  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1244  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1245  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1246  * issue.
1247  *
1248  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1249  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1250  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1251  * table entries.
1252  */
1253 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1254
1255 void unpin_user_page(struct page *page);
1256 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1257                                  bool make_dirty);
1258 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1259
1260 /**
1261  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1262  *
1263  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1264  * pin_user_pages*().
1265  *
1266  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1267  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1268  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1269  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1270  *
1271  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1272  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1273  * deal gracefully with a false positive.
1274  *
1275  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1276  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1277  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1278  * scheme).
1279  *
1280  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1281  *
1282  * @page:       pointer to page to be queried.
1283  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1284  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1285  */
1286 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1287 {
1288         if (hpage_pincount_available(page))
1289                 return compound_pincount(page) > 0;
1290
1291         /*
1292          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1293          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1294          * further incrementing the refcount.
1295          *
1296          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1297          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1298          */
1299         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1300                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1301 }
1302
1303 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1304 {
1305         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1310  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1311  */
1312 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1313                                           struct page *page)
1314 {
1315         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1316                 return false;
1317
1318         if (!atomic_read(&vma->vm_mm->has_pinned))
1319                 return false;
1320
1321         return page_maybe_dma_pinned(page);
1322 }
1323
1324 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1325 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1326 #endif
1327
1328 /*
1329  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1330  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1331  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1332  * node id available in page flags.
1333  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1334  * pages in a zone.
1335  */
1336 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1337 {
1338         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1339 }
1340
1341 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1342 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1343 #else
1344 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1345 {
1346         struct page *p = (struct page *)page;
1347
1348         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1349 }
1350 #endif
1351
1352 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1353 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1354 {
1355         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1356 }
1357
1358 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1359 {
1360         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1361 }
1362
1363 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1364 {
1365         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1366 }
1367
1368 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1369 {
1370         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1371 }
1372
1373 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1374 {
1375         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1376 }
1377
1378 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1379 {
1380         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1381 }
1382
1383 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1384 {
1385         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1386 }
1387
1388 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1389 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1390 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1391 {
1392         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1393 }
1394
1395 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1396 {
1397         return page->_last_cpupid;
1398 }
1399 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1400 {
1401         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1402 }
1403 #else
1404 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1405 {
1406         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1407 }
1408
1409 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1410
1411 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1412 {
1413         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1414 }
1415 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1416 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1417 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1418 {
1419         return page_to_nid(page); /* XXX */
1420 }
1421
1422 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1423 {
1424         return page_to_nid(page); /* XXX */
1425 }
1426
1427 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1428 {
1429         return -1;
1430 }
1431
1432 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1433 {
1434         return -1;
1435 }
1436
1437 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1438 {
1439         return -1;
1440 }
1441
1442 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1443 {
1444         return -1;
1445 }
1446
1447 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1448 {
1449         return true;
1450 }
1451
1452 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1453 {
1454 }
1455
1456 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1457 {
1458         return false;
1459 }
1460 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1461
1462 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1463
1464 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1465 {
1466         if (kasan_enabled())
1467                 return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1468         return 0xff;
1469 }
1470
1471 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1472 {
1473         if (kasan_enabled()) {
1474                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1475                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1476         }
1477 }
1478
1479 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1480 {
1481         if (kasan_enabled())
1482                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1483 }
1484
1485 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1486
1487 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1488 {
1489         return 0xff;
1490 }
1491
1492 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1493 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1494
1495 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1496
1497 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1498 {
1499         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1500 }
1501
1502 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1503 {
1504         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1505 }
1506
1507 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1508 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1509 {
1510         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1511         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1512 }
1513
1514 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1515 {
1516         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1517 }
1518 #endif
1519
1520 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1521 {
1522         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1523         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1524 }
1525
1526 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1527 {
1528         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1529         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1530 }
1531
1532 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1533         unsigned long node, unsigned long pfn)
1534 {
1535         set_page_zone(page, zone);
1536         set_page_node(page, node);
1537 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1538         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1539 #endif
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1544  */
1545 #include <linux/vmstat.h>
1546
1547 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1548 {
1549         return page_to_virt(page);
1550 }
1551
1552 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1553 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1554 #endif
1555
1556 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1557 static inline void *page_address(const struct page *page)
1558 {
1559         return page->virtual;
1560 }
1561 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1562 {
1563         page->virtual = address;
1564 }
1565 #define page_address_init()  do { } while(0)
1566 #endif
1567
1568 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1569 void *page_address(const struct page *page);
1570 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1571 void page_address_init(void);
1572 #endif
1573
1574 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1575 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1576 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1577 #define page_address_init()  do { } while(0)
1578 #endif
1579
1580 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1581 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1582 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1583
1584 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1585
1586 static inline
1587 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1588 {
1589         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1590                 return __page_file_mapping(page);
1591
1592         return page->mapping;
1593 }
1594
1595 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1596
1597 /*
1598  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1599  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1600  */
1601 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1602 {
1603         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1604                 return __page_file_index(page);
1605         return page->index;
1606 }
1607
1608 bool page_mapped(struct page *page);
1609 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1610 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1611
1612 /*
1613  * Return true only if the page has been allocated with
1614  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1615  * met implying that the system is under some pressure.
1616  */
1617 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1618 {
1619         /*
1620          * Page index cannot be this large so this must be
1621          * a pfmemalloc page.
1622          */
1623         return page->index == -1UL;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1628  * page.
1629  */
1630 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1631 {
1632         page->index = -1UL;
1633 }
1634
1635 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1636 {
1637         page->index = 0;
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1642  */
1643 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1644
1645 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1646 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1647
1648 /*
1649  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1650  * various contexts.
1651  */
1652 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1653
1654 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1655
1656 #ifdef CONFIG_MMU
1657 extern bool can_do_mlock(void);
1658 #else
1659 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1660 #endif
1661 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1662 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1663
1664 /*
1665  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1666  */
1667 struct zap_details {
1668         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1669         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1670         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1671 };
1672
1673 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1674                              pte_t pte);
1675 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1676                                 pmd_t pmd);
1677
1678 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1679                   unsigned long size);
1680 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1681                     unsigned long size);
1682 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1683                 unsigned long start, unsigned long end);
1684
1685 struct mmu_notifier_range;
1686
1687 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1688                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1689 int
1690 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1691 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1692                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1693                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1694 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1695                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1696 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1697         unsigned long *pfn);
1698 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1699                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1700 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1701                         void *buf, int len, int write);
1702
1703 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1704 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1705 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1706 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1707 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1708 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1709 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1710
1711 #ifdef CONFIG_MMU
1712 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1713                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1714                                   struct pt_regs *regs);
1715 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1716                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1717                             bool *unlocked);
1718 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1719                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1720 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1721                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1722 #else
1723 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1724                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1725                                          struct pt_regs *regs)
1726 {
1727         /* should never happen if there's no MMU */
1728         BUG();
1729         return VM_FAULT_SIGBUS;
1730 }
1731 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1732                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1733 {
1734         /* should never happen if there's no MMU */
1735         BUG();
1736         return -EFAULT;
1737 }
1738 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1739                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1740 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1741                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1742 #endif
1743
1744 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1745                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1746 {
1747         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1748 }
1749
1750 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1751                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1752 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1753                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1754 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1755                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1756
1757 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1758                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1759                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1760                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1761 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1762                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1763                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1764                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1765 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1766                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1767                             struct vm_area_struct **vmas);
1768 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1769                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1770                     struct vm_area_struct **vmas);
1771 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1772                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1773 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1774                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1775 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1776                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1777 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1778                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1779
1780 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1781                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1782 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1783                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1784
1785 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1786 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1787                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1788
1789 struct kvec;
1790 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1791                         struct page **pages);
1792 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1793 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1794
1795 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1796 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1797                               unsigned int length);
1798
1799 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1800 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1801 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1802 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1803                                 struct page *page);
1804 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1805 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1806                           struct bdi_writeback *wb);
1807 int set_page_dirty(struct page *page);
1808 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1809 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1810 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1811 {
1812         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1813         if (PageDirty(page))
1814                 __cancel_dirty_page(page);
1815 }
1816 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1817
1818 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1819
1820 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1821                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1822                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1823                 bool need_rmap_locks);
1824
1825 /*
1826  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1827  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1828  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1829  * time.
1830  */
1831 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1832 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1833 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1834 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1835 /* Whether this change is for write protecting */
1836 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1837 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1838 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1839                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1840
1841 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1842                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1843                               unsigned long cp_flags);
1844 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1845                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1846                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1847
1848 /*
1849  * doesn't attempt to fault and will return short.
1850  */
1851 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1852                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1853 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1854                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1855
1856 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1857                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1858 {
1859         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1860 }
1861 /*
1862  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1863  */
1864 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1865 {
1866         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1867
1868 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1869         /*
1870          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1871          * But it's never be expected number for users.
1872          */
1873         if (val < 0)
1874                 val = 0;
1875 #endif
1876         return (unsigned long)val;
1877 }
1878
1879 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1880
1881 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1882 {
1883         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1884
1885         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1886 }
1887
1888 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1889 {
1890         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1891
1892         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1893 }
1894
1895 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1896 {
1897         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1898
1899         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1900 }
1901
1902 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1903 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1904 {
1905         if (PageSwapBacked(page))
1906                 return MM_SHMEMPAGES;
1907         return MM_FILEPAGES;
1908 }
1909
1910 static inline int mm_counter(struct page *page)
1911 {
1912         if (PageAnon(page))
1913                 return MM_ANONPAGES;
1914         return mm_counter_file(page);
1915 }
1916
1917 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1918 {
1919         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1920                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1921                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1922 }
1923
1924 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1925 {
1926         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1927 }
1928
1929 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1930 {
1931         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1932 }
1933
1934 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1935 {
1936         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1937
1938         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1939                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1940 }
1941
1942 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1943 {
1944         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1945                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1946 }
1947
1948 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1949 {
1950         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1951 }
1952
1953 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1954                                          struct mm_struct *mm)
1955 {
1956         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1957
1958         if (*maxrss < hiwater_rss)
1959                 *maxrss = hiwater_rss;
1960 }
1961
1962 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1963 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1964 #else
1965 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1966 {
1967 }
1968 #endif
1969
1970 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1971 static inline int pte_special(pte_t pte)
1972 {
1973         return 0;
1974 }
1975
1976 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1977 {
1978         return pte;
1979 }
1980 #endif
1981
1982 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1983 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1984 {
1985         return 0;
1986 }
1987 #endif
1988
1989 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1990
1991 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1992                                spinlock_t **ptl);
1993 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1994                                     spinlock_t **ptl)
1995 {
1996         pte_t *ptep;
1997         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1998         return ptep;
1999 }
2000
2001 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2002 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2003                                                 unsigned long address)
2004 {
2005         return 0;
2006 }
2007 #else
2008 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2009 #endif
2010
2011 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2012 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2013                                                 unsigned long address)
2014 {
2015         return 0;
2016 }
2017 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2018 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2019
2020 #else
2021 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2022
2023 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2024 {
2025         if (mm_pud_folded(mm))
2026                 return;
2027         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2028 }
2029
2030 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2031 {
2032         if (mm_pud_folded(mm))
2033                 return;
2034         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2035 }
2036 #endif
2037
2038 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2039 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2040                                                 unsigned long address)
2041 {
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2046 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2047
2048 #else
2049 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2050
2051 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2052 {
2053         if (mm_pmd_folded(mm))
2054                 return;
2055         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2056 }
2057
2058 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2059 {
2060         if (mm_pmd_folded(mm))
2061                 return;
2062         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2063 }
2064 #endif
2065
2066 #ifdef CONFIG_MMU
2067 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2068 {
2069         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2070 }
2071
2072 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2073 {
2074         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2075 }
2076
2077 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2078 {
2079         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2080 }
2081
2082 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2083 {
2084         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2085 }
2086 #else
2087
2088 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2089 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2090 {
2091         return 0;
2092 }
2093
2094 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2095 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2096 #endif
2097
2098 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2099 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2100
2101 #if defined(CONFIG_MMU)
2102
2103 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2104                 unsigned long address)
2105 {
2106         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2107                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2108 }
2109
2110 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2111                 unsigned long address)
2112 {
2113         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2114                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2115 }
2116
2117 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2118 {
2119         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2120                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2121 }
2122 #endif /* CONFIG_MMU */
2123
2124 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2125 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2126 void __init ptlock_cache_init(void);
2127 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2128 extern void ptlock_free(struct page *page);
2129
2130 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2131 {
2132         return page->ptl;
2133 }
2134 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2135 static inline void ptlock_cache_init(void)
2136 {
2137 }
2138
2139 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2140 {
2141         return true;
2142 }
2143
2144 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2145 {
2146 }
2147
2148 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2149 {
2150         return &page->ptl;
2151 }
2152 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2153
2154 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2155 {
2156         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2157 }
2158
2159 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2160 {
2161         /*
2162          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2163          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2164          *
2165          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2166          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2167          */
2168         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2169         if (!ptlock_alloc(page))
2170                 return false;
2171         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2172         return true;
2173 }
2174
2175 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2176 /*
2177  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2178  */
2179 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2180 {
2181         return &mm->page_table_lock;
2182 }
2183 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2184 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2185 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2186 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2187
2188 static inline void pgtable_init(void)
2189 {
2190         ptlock_cache_init();
2191         pgtable_cache_init();
2192 }
2193
2194 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2195 {
2196         if (!ptlock_init(page))
2197                 return false;
2198         __SetPageTable(page);
2199         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2200         return true;
2201 }
2202
2203 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2204 {
2205         ptlock_free(page);
2206         __ClearPageTable(page);
2207         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2208 }
2209
2210 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2211 ({                                                      \
2212         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2213         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2214         *(ptlp) = __ptl;                                \
2215         spin_lock(__ptl);                               \
2216         __pte;                                          \
2217 })
2218
2219 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2220         spin_unlock(ptl);                               \
2221         pte_unmap(pte);                                 \
2222 } while (0)
2223
2224 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2225
2226 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2227         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2228
2229 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2230         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2231                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2232
2233 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2234         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2235                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2236
2237 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2238
2239 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2240 {
2241         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2242         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2243 }
2244
2245 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2246 {
2247         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2248 }
2249
2250 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2251 {
2252 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2253         page->pmd_huge_pte = NULL;
2254 #endif
2255         return ptlock_init(page);
2256 }
2257
2258 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2259 {
2260 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2261         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2262 #endif
2263         ptlock_free(page);
2264 }
2265
2266 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2267
2268 #else
2269
2270 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2271 {
2272         return &mm->page_table_lock;
2273 }
2274
2275 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2276 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2277
2278 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2279
2280 #endif
2281
2282 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2283 {
2284         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2285         spin_lock(ptl);
2286         return ptl;
2287 }
2288
2289 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2290 {
2291         if (!pmd_ptlock_init(page))
2292                 return false;
2293         __SetPageTable(page);
2294         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2295         return true;
2296 }
2297
2298 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2299 {
2300         pmd_ptlock_free(page);
2301         __ClearPageTable(page);
2302         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2303 }
2304
2305 /*
2306  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2307  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2308  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2309  * which need to be converted from page_table_lock.
2310  */
2311 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2312 {
2313         return &mm->page_table_lock;
2314 }
2315
2316 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2317 {
2318         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2319
2320         spin_lock(ptl);
2321         return ptl;
2322 }
2323
2324 extern void __init pagecache_init(void);
2325 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2326 extern void free_initmem(void);
2327
2328 /*
2329  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2330  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2331  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2332  * Return pages freed into the buddy system.
2333  */
2334 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2335                                         int poison, const char *s);
2336
2337 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2338 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2339
2340 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2341
2342 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2343 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2344 {
2345         ClearPageReserved(page);
2346         init_page_count(page);
2347         __free_page(page);
2348         adjust_managed_page_count(page, 1);
2349 }
2350 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2351
2352 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2353 {
2354         SetPageReserved(page);
2355         adjust_managed_page_count(page, -1);
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2360  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2361  * range [0, UCHAR_MAX].
2362  * Return pages freed into the buddy system.
2363  */
2364 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2365 {
2366         extern char __init_begin[], __init_end[];
2367
2368         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2369                                   poison, "unused kernel");
2370 }
2371
2372 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2373 {
2374         int nid;
2375         unsigned long phys_pages = 0;
2376
2377         for_each_online_node(nid)
2378                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2379
2380         return phys_pages;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2385  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2386  * architecture independent manner.
2387  *
2388  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2389  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2390  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2391  * usage, an architecture is expected to do something like
2392  *
2393  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2394  *                                                       max_highmem_pfn};
2395  * for_each_valid_physical_page_range()
2396  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2397  * free_area_init(max_zone_pfns);
2398  */
2399 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2400 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2401 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2402                                                 unsigned long end_pfn);
2403 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2404                                                 unsigned long end_pfn);
2405 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2406                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2407 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2408
2409 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2410 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2411 {
2412         return 0;
2413 }
2414 #else
2415 /* please see mm/page_alloc.c */
2416 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2417 #endif
2418
2419 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2420 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2421                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2422                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2423 extern void memmap_init_zone(struct zone *zone);
2424 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2425 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2426 extern void mem_init(void);
2427 extern void __init mmap_init(void);
2428 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2429 extern long si_mem_available(void);
2430 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2431 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2432 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2433 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2434 #endif
2435
2436 extern __printf(3, 4)
2437 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2438
2439 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2440
2441 /* page_alloc.c */
2442 extern int min_free_kbytes;
2443 extern int watermark_boost_factor;
2444 extern int watermark_scale_factor;
2445 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2446
2447 /* nommu.c */
2448 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2449 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2450
2451 /* interval_tree.c */
2452 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2453                               struct rb_root_cached *root);
2454 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2455                                     struct vm_area_struct *prev,
2456                                     struct rb_root_cached *root);
2457 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2458                               struct rb_root_cached *root);
2459 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2460                                 unsigned long start, unsigned long last);
2461 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2462                                 unsigned long start, unsigned long last);
2463
2464 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2465         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2466              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2467
2468 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2469                                    struct rb_root_cached *root);
2470 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2471                                    struct rb_root_cached *root);
2472 struct anon_vma_chain *
2473 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2474                                   unsigned long start, unsigned long last);
2475 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2476         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2477 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2478 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2479 #endif
2480
2481 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2482         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2483              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2484
2485 /* mmap.c */
2486 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2487 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2488         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2489         struct vm_area_struct *expand);
2490 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2491         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2492 {
2493         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2494 }
2495 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2496         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2497         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2498         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2499 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2500 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2501         unsigned long addr, int new_below);
2502 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2503         unsigned long addr, int new_below);
2504 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2505 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2506         struct rb_node **, struct rb_node *);
2507 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2508 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2509         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2510         bool *need_rmap_locks);
2511 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2512
2513 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2514                                     unsigned long new,
2515                                     unsigned long start,
2516                                     unsigned long end_data,
2517                                     unsigned long start_data)
2518 {
2519         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2520                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2521                         return -ENOSPC;
2522         }
2523
2524         return 0;
2525 }
2526
2527 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2528 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2529
2530 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2531 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2532 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2533
2534 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2535 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2536
2537 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2538                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2539 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2540                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2541                                    unsigned long flags,
2542                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2543 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2544 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2545                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2546                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2547
2548 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2549
2550 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2551
2552 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2553         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2554         struct list_head *uf);
2555 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2556         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2557         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2558 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2559                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2560 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2561                      struct list_head *uf);
2562 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2563
2564 #ifdef CONFIG_MMU
2565 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2566                          int ignore_errors);
2567 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2568 {
2569         /* Ignore errors */
2570         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2571 }
2572 #else
2573 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2574 #endif
2575
2576 /* These take the mm semaphore themselves */
2577 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2578 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2579 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2580 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2581         unsigned long, unsigned long,
2582         unsigned long, unsigned long);
2583
2584 struct vm_unmapped_area_info {
2585 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2586         unsigned long flags;
2587         unsigned long length;
2588         unsigned long low_limit;
2589         unsigned long high_limit;
2590         unsigned long align_mask;
2591         unsigned long align_offset;
2592 };
2593
2594 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2595
2596 /* truncate.c */
2597 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2598 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2599                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2600 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2601
2602 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2603 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2604 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2605                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2606 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2607
2608 /* mm/page-writeback.c */
2609 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2610 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2611
2612 extern unsigned long stack_guard_gap;
2613 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2614 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2615
2616 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2617 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2618                 unsigned long address);
2619 #if VM_GROWSUP
2620 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2621 #else
2622   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2623 #endif
2624
2625 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2626 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2627 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2628                                              struct vm_area_struct **pprev);
2629
2630 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2631    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2632 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2633 {
2634         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2635
2636         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2637                 vma = NULL;
2638         return vma;
2639 }
2640
2641 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2642 {
2643         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2644
2645         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2646                 vm_start -= stack_guard_gap;
2647                 if (vm_start > vma->vm_start)
2648                         vm_start = 0;
2649         }
2650         return vm_start;
2651 }
2652
2653 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2654 {
2655         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2656
2657         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2658                 vm_end += stack_guard_gap;
2659                 if (vm_end < vma->vm_end)
2660                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2661         }
2662         return vm_end;
2663 }
2664
2665 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2666 {
2667         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2668 }
2669
2670 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2671 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2672                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2673 {
2674         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2675
2676         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2677                 vma = NULL;
2678
2679         return vma;
2680 }
2681
2682 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2683                                 unsigned long start, unsigned long end)
2684 {
2685         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2686 }
2687
2688 #ifdef CONFIG_MMU
2689 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2690 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2691 #else
2692 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2693 {
2694         return __pgprot(0);
2695 }
2696 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2697 {
2698         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2699 }
2700 #endif
2701
2702 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2703
2704 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2705 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2706                         unsigned long start, unsigned long end);
2707 #endif
2708
2709 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2710 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2711                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2712 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2713 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2714                         struct page **pages, unsigned long *num);
2715 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2716                                 unsigned long num);
2717 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2718                                 unsigned long num);
2719 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2720                         unsigned long pfn);
2721 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2722                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2723 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2724                         pfn_t pfn);
2725 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2726                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2727 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2728                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2729 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2730
2731 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2732                                 unsigned long addr, struct page *page)
2733 {
2734         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2735
2736         if (err == -ENOMEM)
2737                 return VM_FAULT_OOM;
2738         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2739                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2740
2741         return VM_FAULT_NOPAGE;
2742 }
2743
2744 #ifndef io_remap_pfn_range
2745 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2746                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2747                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2748 {
2749         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2750 }
2751 #endif
2752
2753 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2754 {
2755         if (err == -ENOMEM)
2756                 return VM_FAULT_OOM;
2757         return VM_FAULT_SIGBUS;
2758 }
2759
2760 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2761                          unsigned int foll_flags);
2762
2763 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2764 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2765 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2766 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2767 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2768 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2769                                  * and return without waiting upon it */
2770 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2771 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2772 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2773 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2774 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2775 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2776 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2777 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2778 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2779 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2780 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2781 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2782 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2783 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2784
2785 /*
2786  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2787  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2788  *
2789  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2790  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2791  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2792  *
2793  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2794  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2795  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2796  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2797  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2798  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2799  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2800  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2801  *
2802  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2803  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2804  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2805  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2806  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2807  *
2808  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2809  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2810  * FOLL_LONGTERM is specified.
2811  *
2812  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2813  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2814  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2815  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2816  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2817  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2818  * a call to unpin_user_page().
2819  *
2820  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2821  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2822  * its own acquire and release mechanisms:
2823  *
2824  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2825  *
2826  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2827  *
2828  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2829  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2830  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2831  * callers, not on the pages.)
2832  *
2833  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2834  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2835  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2836  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2837  *
2838  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2839  */
2840
2841 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2842 {
2843         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2844                 return -ENOMEM;
2845         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2846                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2847         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2848                 return -EFAULT;
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2853 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2854                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2855 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2856                                    unsigned long address, unsigned long size,
2857                                    pte_fn_t fn, void *data);
2858
2859 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2860 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2861 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2862 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2863 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2864 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2865 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2866 {
2867         return _page_poisoning_enabled_early;
2868 }
2869 /*
2870  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2871  * false negative result is not harmful when called too early.
2872  */
2873 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2874 {
2875         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2876 }
2877 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2878 {
2879         if (page_poisoning_enabled_static())
2880                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2881 }
2882 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2883 {
2884         if (page_poisoning_enabled_static())
2885                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2886 }
2887 #else
2888 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2889 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2890 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2891 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2892 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2893 #endif
2894
2895 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2896 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2897 {
2898         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc))
2899                 return true;
2900         return flags & __GFP_ZERO;
2901 }
2902
2903 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2904 static inline bool want_init_on_free(void)
2905 {
2906         return static_branch_unlikely(&init_on_free);
2907 }
2908
2909 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2910 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2911
2912 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2913 {
2914         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2915                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2916 }
2917
2918 /*
2919  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2920  * false negative result is not harmful when called too early.
2921  */
2922 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2923 {
2924         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2925                 return false;
2926
2927         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2928 }
2929
2930 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2931 /*
2932  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
2933  * __kernel_map_pages() never fails
2934  */
2935 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2936
2937 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
2938 {
2939         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2940                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
2941 }
2942
2943 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
2944 {
2945         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2946                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
2947 }
2948 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2949 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
2950 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
2951 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2952
2953 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2954 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2955 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2956 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2957 #else
2958 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2959 {
2960         return NULL;
2961 }
2962 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2963 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2964 {
2965         return 0;
2966 }
2967 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2968
2969 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2970
2971 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2972 extern int sysctl_drop_caches;
2973 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
2974                 loff_t *);
2975 #endif
2976
2977 void drop_slab(void);
2978 void drop_slab_node(int nid);
2979
2980 #ifndef CONFIG_MMU
2981 #define randomize_va_space 0
2982 #else
2983 extern int randomize_va_space;
2984 #endif
2985
2986 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2987 #ifdef CONFIG_MMU
2988 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2989 #else
2990 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
2991 {
2992 }
2993 #endif
2994
2995 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2996 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
2997                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
2998 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2999 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3000 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3001 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3002 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3003                             struct vmem_altmap *altmap);
3004 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3005 struct vmem_altmap;
3006 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3007                               struct vmem_altmap *altmap);
3008 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3009 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3010                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3011 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3012                 struct vmem_altmap *altmap);
3013 void vmemmap_populate_print_last(void);
3014 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3015 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3016                 struct vmem_altmap *altmap);
3017 #endif
3018 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3019                                   unsigned long nr_pages);
3020
3021 enum mf_flags {
3022         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3023         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3024         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3025         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3026 };
3027 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3028 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3029 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3030 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3031 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3032 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3033 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3034 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3035 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3036
3037
3038 /*
3039  * Error handlers for various types of pages.
3040  */
3041 enum mf_result {
3042         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3043         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3044         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3045         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3046 };
3047
3048 enum mf_action_page_type {
3049         MF_MSG_KERNEL,
3050         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3051         MF_MSG_SLAB,
3052         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3053         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3054         MF_MSG_HUGE,
3055         MF_MSG_FREE_HUGE,
3056         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3057         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3058         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3059         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3060         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3061         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3062         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3063         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3064         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3065         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3066         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3067         MF_MSG_BUDDY,
3068         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3069         MF_MSG_DAX,
3070         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3071         MF_MSG_UNKNOWN,
3072 };
3073
3074 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3075 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3076                             unsigned long addr_hint,
3077                             unsigned int pages_per_huge_page);
3078 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3079                                 unsigned long addr_hint,
3080                                 struct vm_area_struct *vma,
3081                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3082 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3083                                 const void __user *usr_src,
3084                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3085                                 bool allow_pagefault);
3086
3087 /**
3088  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3089  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3090  *
3091  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3092  * the definition in vm_normal_page().
3093  *
3094  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3095  * false otherwise.
3096  */
3097 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3098 {
3099         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3100                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3101 }
3102
3103 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3104
3105 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3106 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3107 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3108
3109 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3110 {
3111         return _debug_guardpage_minorder;
3112 }
3113
3114 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3115 {
3116         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3117 }
3118
3119 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3120 {
3121         if (!debug_guardpage_enabled())
3122                 return false;
3123
3124         return PageGuard(page);
3125 }
3126 #else
3127 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3128 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3129 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3130 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3131
3132 #if MAX_NUMNODES > 1
3133 void __init setup_nr_node_ids(void);
3134 #else
3135 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3136 #endif
3137
3138 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3139
3140 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3141 {
3142         return !memcmp_pages(page1, page2);
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3146 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3147                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3148                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3149                                                 unsigned long *bitmap,
3150                                                 pgoff_t *start,
3151                                                 pgoff_t *end);
3152
3153 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3154                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3155 #endif
3156
3157 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3158
3159 void mem_dump_obj(void *object);
3160
3161 #endif /* __KERNEL__ */
3162 #endif /* _LINUX_MM_H */