Merge tag 'for-5.13/dm-changes' 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  * With CONFIG_CFI_CLANG, the compiler replaces function addresses in
129  * instrumented C code with jump table addresses. Architectures that
130  * support CFI can define this macro to return the actual function address
131  * when needed.
132  */
133 #ifndef function_nocfi
134 #define function_nocfi(x) (x)
135 #endif
136
137 /*
138  * To prevent common memory management code establishing
139  * a zero page mapping on a read fault.
140  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
141  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
142  * related to the physical page in case of virtualization.
143  */
144 #ifndef mm_forbids_zeropage
145 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
146 #endif
147
148 /*
149  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
150  * If an architecture decides to implement their own version of
151  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
152  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
153  */
154 #if BITS_PER_LONG == 64
155 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
156  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
157  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
158  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
159  * this can result in several of the writes here being dropped.
160  */
161 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
162 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
163 {
164         unsigned long *_pp = (void *)page;
165
166          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
167         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
168         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
169         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
170
171         switch (sizeof(struct page)) {
172         case 80:
173                 _pp[9] = 0;
174                 fallthrough;
175         case 72:
176                 _pp[8] = 0;
177                 fallthrough;
178         case 64:
179                 _pp[7] = 0;
180                 fallthrough;
181         case 56:
182                 _pp[6] = 0;
183                 _pp[5] = 0;
184                 _pp[4] = 0;
185                 _pp[3] = 0;
186                 _pp[2] = 0;
187                 _pp[1] = 0;
188                 _pp[0] = 0;
189         }
190 }
191 #else
192 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
193 #endif
194
195 /*
196  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
197  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
198  * problem.
199  *
200  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
201  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
202  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
203  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
204  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
205  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
206  *
207  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
208  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
209  * that.
210  */
211 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
212 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
213
214 extern int sysctl_max_map_count;
215
216 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
217 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
218
219 extern int sysctl_overcommit_memory;
220 extern int sysctl_overcommit_ratio;
221 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
222
223 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
224                 loff_t *);
225 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
226                 loff_t *);
227 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
228                 loff_t *);
229 /*
230  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
231  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
232  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
233  */
234 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
235                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
236
237 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
238
239 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
240 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
241
242 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
243 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
244
245 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
246
247 /*
248  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
249  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
250  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
251  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
252  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
253  * mmap() functions).
254  */
255
256 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
257 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
258 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
259
260 #ifndef CONFIG_MMU
261 extern struct rb_root nommu_region_tree;
262 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
263
264 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
265 #endif
266
267 /*
268  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
269  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
270  */
271 #define VM_NONE         0x00000000
272
273 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
274 #define VM_WRITE        0x00000002
275 #define VM_EXEC         0x00000004
276 #define VM_SHARED       0x00000008
277
278 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
279 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
280 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
281 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
282 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
283
284 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
285 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
286 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
287 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
288 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
289
290 #define VM_LOCKED       0x00002000
291 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
292
293                                         /* Used by sys_madvise() */
294 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
295 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
296
297 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
298 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
299 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
300 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
301 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
302 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
303 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
304 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
305 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
306 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
307
308 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
309 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
310 #else
311 # define VM_SOFTDIRTY   0
312 #endif
313
314 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
315 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
316 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
317 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
318
319 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
323 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
324 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
325 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
326 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
327 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
328 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
329 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
330 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
331
332 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
333 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
334 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
335 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
336 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
337 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
338 #ifdef CONFIG_PPC
339 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
340 #else
341 # define VM_PKEY_BIT4  0
342 #endif
343 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
344
345 #if defined(CONFIG_X86)
346 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
347 #elif defined(CONFIG_PPC)
348 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
349 #elif defined(CONFIG_PARISC)
350 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
351 #elif defined(CONFIG_IA64)
352 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
353 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
354 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
355 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
356 #elif defined(CONFIG_ARM64)
357 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
358 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
359 #elif !defined(CONFIG_MMU)
360 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
361 #endif
362
363 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
364 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
365 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
366 #else
367 # define VM_MTE         VM_NONE
368 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
369 #endif
370
371 #ifndef VM_GROWSUP
372 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
373 #endif
374
375 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
376 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
377
378 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
379
380 /* Common data flag combinations */
381 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
382                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
383 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
384                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
385 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
386                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
387
388 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
389 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
390 #endif
391
392 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
393 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
394 #endif
395
396 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
397 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
398 #else
399 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
400 #endif
401
402 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
403
404 /* VMA basic access permission flags */
405 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
406
407
408 /*
409  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
410  */
411 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
412
413 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
414 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
415
416 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
417 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
418
419 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
420 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
421
422 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
423 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
424 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
425 #endif
426 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
427
428 /*
429  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
430  * low four bits) to a page protection mask..
431  */
432 extern pgprot_t protection_map[16];
433
434 /**
435  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
436  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
437  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
438  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
439  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
440  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
441  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
442  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
443  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
444  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
445  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
446  *
447  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
448  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
449  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
450  *
451  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
452  *                              this is the first try
453  *
454  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
455  *                              we've already tried at least once
456  *
457  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
458  *
459  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
460  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
461  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
462  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
463  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
464  * interrupted if necessary.
465  */
466 enum fault_flag {
467         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
468         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
469         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
470         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
471         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
472         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
473         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
474         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
475         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
476         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
477 };
478
479 /*
480  * The default fault flags that should be used by most of the
481  * arch-specific page fault handlers.
482  */
483 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
484                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
485                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
486
487 /**
488  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
489  * @flags: Fault flags.
490  *
491  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
492  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
493  * to change, in which case we can try to be polite to release the
494  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
495  * processes that would also want the mmap_lock.
496  *
497  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
498  * attempt of the fault handling; false otherwise.
499  */
500 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
501 {
502         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
503             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
504 }
505
506 #define FAULT_FLAG_TRACE \
507         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
508         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
509         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
510         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
511         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
512         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
513         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
514         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
515         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
516         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
517
518 /*
519  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
520  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
521  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
522  *
523  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
524  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
525  *
526  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
527  */
528 struct vm_fault {
529         const struct {
530                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
531                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
532                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
533                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
534         };
535         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
536                                          * XXX: should really be 'const' */
537         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
538                                          * the 'address' */
539         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
540                                          * the 'address'
541                                          */
542         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
543
544         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
545         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
546                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
547                                          * is set (which is also implied by
548                                          * VM_FAULT_ERROR).
549                                          */
550         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
551         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
552                                          * the 'address'. NULL if the page
553                                          * table hasn't been allocated.
554                                          */
555         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
556                                          * Protects pte page table if 'pte'
557                                          * is not NULL, otherwise pmd.
558                                          */
559         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
560                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
561                                          * table from atomic context.
562                                          * do_fault_around() pre-allocates
563                                          * page table to avoid allocation from
564                                          * atomic context.
565                                          */
566 };
567
568 /* page entry size for vm->huge_fault() */
569 enum page_entry_size {
570         PE_SIZE_PTE = 0,
571         PE_SIZE_PMD,
572         PE_SIZE_PUD,
573 };
574
575 /*
576  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
577  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
578  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
579  */
580 struct vm_operations_struct {
581         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
582         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
583         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
584         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
585         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
586         /*
587          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
588          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
589          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
590          */
591         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
592                         unsigned long end, unsigned long newflags);
593         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
594         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
595                         enum page_entry_size pe_size);
596         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
597                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
598         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
599
600         /* notification that a previously read-only page is about to become
601          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
602         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
603
604         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
605         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
606
607         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
608          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
609          * implementation useful for any iomem mapping.
610          */
611         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
612                       void *buf, int len, int write);
613
614         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
615          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
616          * vma to be dumped unconditionally. */
617         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
618
619 #ifdef CONFIG_NUMA
620         /*
621          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
622          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
623          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
624          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
625          * mempolicy.
626          */
627         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
628
629         /*
630          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
631          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
632          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
633          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
634          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
635          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
636          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
637          * policy.
638          */
639         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
640                                         unsigned long addr);
641 #endif
642         /*
643          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
644          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
645          * (using pte_page()) would not find the correct page.
646          */
647         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
648                                           unsigned long addr);
649 };
650
651 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
652 {
653         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
654
655         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
656         vma->vm_mm = mm;
657         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
658         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
659 }
660
661 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
662 {
663         vma->vm_ops = NULL;
664 }
665
666 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
667 {
668         return !vma->vm_ops;
669 }
670
671 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
672 {
673         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
674
675         if (!maybe_stack)
676                 return false;
677
678         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
679                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
680                 return true;
681
682         return false;
683 }
684
685 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
686 {
687         if (!current->mm)
688                 return true;
689
690         if (current->mm != vma->vm_mm)
691                 return true;
692
693         return false;
694 }
695
696 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
697 {
698         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
699 }
700
701 #ifdef CONFIG_SHMEM
702 /*
703  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
704  * paths in userfault.
705  */
706 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
707 #else
708 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
709 #endif
710
711 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
712
713 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
714 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
715
716 struct mmu_gather;
717 struct inode;
718
719 #include <linux/huge_mm.h>
720
721 /*
722  * Methods to modify the page usage count.
723  *
724  * What counts for a page usage:
725  * - cache mapping   (page->mapping)
726  * - private data    (page->private)
727  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
728  *   is counted separately
729  *
730  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
731  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
732  */
733
734 /*
735  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
736  */
737 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
738 {
739         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
740         return page_ref_dec_and_test(page);
741 }
742
743 /*
744  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
745  * that is the case.
746  * This can be called when MMU is off so it must not access
747  * any of the virtual mappings.
748  */
749 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
750 {
751         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
752 }
753
754 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
755
756 enum {
757         REGION_INTERSECTS,
758         REGION_DISJOINT,
759         REGION_MIXED,
760 };
761
762 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
763                       unsigned long desc);
764
765 /* Support for virtually mapped pages */
766 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
767 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
768
769 /*
770  * Determine if an address is within the vmalloc range
771  *
772  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
773  * is no special casing required.
774  */
775
776 #ifndef is_ioremap_addr
777 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
778 #endif
779
780 #ifdef CONFIG_MMU
781 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
782 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
783 #else
784 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
785 {
786         return false;
787 }
788 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
789 {
790         return 0;
791 }
792 #endif
793
794 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
795 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
796 {
797         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
798 }
799 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
800 {
801         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
802 }
803 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
804 {
805         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
806 }
807
808 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
809 {
810         size_t bytes;
811
812         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
813                 return NULL;
814
815         return kvmalloc(bytes, flags);
816 }
817
818 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
819 {
820         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
821 }
822
823 extern void kvfree(const void *addr);
824 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
825
826 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
827 {
828         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
829 }
830
831 /*
832  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
833  *
834  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
835  */
836 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
837 {
838         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
839         page = compound_head(page);
840         return head_compound_mapcount(page);
841 }
842
843 /*
844  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
845  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
846  * and atomic_add_negative(-1).
847  */
848 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
849 {
850         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
851 }
852
853 int __page_mapcount(struct page *page);
854
855 /*
856  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
857  * compound_mapcount().
858  *
859  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
860  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
861  * They use this place in struct page differently.
862  */
863 static inline int page_mapcount(struct page *page)
864 {
865         if (unlikely(PageCompound(page)))
866                 return __page_mapcount(page);
867         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
868 }
869
870 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
871 int total_mapcount(struct page *page);
872 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
873 #else
874 static inline int total_mapcount(struct page *page)
875 {
876         return page_mapcount(page);
877 }
878 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
879                                            int *total_mapcount)
880 {
881         int mapcount = page_mapcount(page);
882         if (total_mapcount)
883                 *total_mapcount = mapcount;
884         return mapcount;
885 }
886 #endif
887
888 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
889 {
890         struct page *page = virt_to_page(x);
891
892         return compound_head(page);
893 }
894
895 void __put_page(struct page *page);
896
897 void put_pages_list(struct list_head *pages);
898
899 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
900
901 /*
902  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
903  * prototype for that function and accessor functions.
904  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
905  */
906 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
907
908 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
909 enum compound_dtor_id {
910         NULL_COMPOUND_DTOR,
911         COMPOUND_PAGE_DTOR,
912 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
913         HUGETLB_PAGE_DTOR,
914 #endif
915 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
916         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
917 #endif
918         NR_COMPOUND_DTORS,
919 };
920 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
921
922 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
923                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
924 {
925         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
926         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
927 }
928
929 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
930 {
931         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
932         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
933 }
934
935 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
936 {
937         if (!PageHead(page))
938                 return 0;
939         return page[1].compound_order;
940 }
941
942 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
943 {
944         /*
945          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
946          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
947          * pages cannot support it.
948          */
949         page = compound_head(page);
950         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
951 }
952
953 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
954 {
955         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
956 }
957
958 static inline int compound_pincount(struct page *page)
959 {
960         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
961         page = compound_head(page);
962         return head_compound_pincount(page);
963 }
964
965 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
966 {
967         page[1].compound_order = order;
968         page[1].compound_nr = 1U << order;
969 }
970
971 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
972 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
973 {
974         if (!PageHead(page))
975                 return 1;
976         return page[1].compound_nr;
977 }
978
979 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
980 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
981 {
982         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
983 }
984
985 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
986 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
987 {
988         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
989 }
990
991 void free_compound_page(struct page *page);
992
993 #ifdef CONFIG_MMU
994 /*
995  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
996  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
997  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
998  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
999  */
1000 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1001 {
1002         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1003                 pte = pte_mkwrite(pte);
1004         return pte;
1005 }
1006
1007 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1008 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1009
1010 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1011 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1012 #endif
1013
1014 /*
1015  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1016  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1017  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1018  * only one copy in memory, at most, normally.
1019  *
1020  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1021  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1022  *   freelist management in the buddy allocator.
1023  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1024  *
1025  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1026  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1027  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1028  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1029  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1030  *
1031  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1032  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1033  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1034  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1035  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1036  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1037  * subsequently been given references to it.
1038  *
1039  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1040  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1041  * The following discussion applies only to them.
1042  *
1043  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1044  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1045  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1046  * into the filesystem to release these pages.
1047  *
1048  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1049  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1050  * in units of PAGE_SIZE.
1051  *
1052  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1053  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1054  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1055  *
1056  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1057  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1058  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1059  *
1060  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1061  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1062  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1063  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1064  *
1065  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1066  * - inode pages may need to be read from disk,
1067  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1068  *   to be written back to the inode on disk,
1069  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1070  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1071  *   back into memory.
1072  */
1073
1074 /*
1075  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1076  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1077  */
1078
1079 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1080 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1081 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1082 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1083 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1084 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1085
1086 /*
1087  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1088  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1089  * the compiler will optimise away reference to them.
1090  */
1091 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1092 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1093 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1094 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1095 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1096
1097 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1098 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1099 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1100 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1101                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1102 #else
1103 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1104 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1105                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1106 #endif
1107
1108 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1109
1110 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1111 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1112 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1113 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1114 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1115 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1116
1117 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1118 {
1119         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1120         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1121 }
1122
1123 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1124 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1125 {
1126         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1127 }
1128 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1129                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1130 #else
1131 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1132 {
1133         return false;
1134 }
1135 #endif
1136
1137 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1138 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1139 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1140
1141 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1142 {
1143         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1144                 return false;
1145         if (!is_zone_device_page(page))
1146                 return false;
1147         switch (page->pgmap->type) {
1148         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1149         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1150                 return true;
1151         default:
1152                 break;
1153         }
1154         return false;
1155 }
1156
1157 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1158
1159 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1160 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1161 {
1162         return false;
1163 }
1164
1165 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1166 {
1167 }
1168 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1169
1170 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1171 {
1172         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1173                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1174                 is_zone_device_page(page) &&
1175                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1176 }
1177
1178 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1179 {
1180         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1181                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1182                 is_zone_device_page(page) &&
1183                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1184 }
1185
1186 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1187 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1188         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1189
1190 static inline void get_page(struct page *page)
1191 {
1192         page = compound_head(page);
1193         /*
1194          * Getting a normal page or the head of a compound page
1195          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1196          */
1197         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1198         page_ref_inc(page);
1199 }
1200
1201 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1202 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1203                                                    unsigned int flags);
1204
1205
1206 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1207 {
1208         page = compound_head(page);
1209         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1210                 return false;
1211         page_ref_inc(page);
1212         return true;
1213 }
1214
1215 static inline void put_page(struct page *page)
1216 {
1217         page = compound_head(page);
1218
1219         /*
1220          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1221          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1222          * need to inform the device driver through callback. See
1223          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1224          */
1225         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1226                 put_devmap_managed_page(page);
1227                 return;
1228         }
1229
1230         if (put_page_testzero(page))
1231                 __put_page(page);
1232 }
1233
1234 /*
1235  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1236  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1237  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1238  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1239  *
1240  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1241  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1242  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1243  *
1244  * Choice of value:
1245  *
1246  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1247  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1248  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1249  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1250  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1251  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1252  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1253  *
1254  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1255  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1256  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1257  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1258  * issue.
1259  *
1260  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1261  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1262  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1263  * table entries.
1264  */
1265 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1266
1267 void unpin_user_page(struct page *page);
1268 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1269                                  bool make_dirty);
1270 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1271                                       bool make_dirty);
1272 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1273
1274 /**
1275  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1276  * @page: The page.
1277  *
1278  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1279  * a function in the pin_user_pages() family.
1280  *
1281  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1282  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1283  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1284  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1285  *
1286  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1287  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1288  * deal gracefully with a false positive.
1289  *
1290  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1291  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1292  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1293  * scheme).
1294  *
1295  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1296  *
1297  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1298  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1299  */
1300 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1301 {
1302         if (hpage_pincount_available(page))
1303                 return compound_pincount(page) > 0;
1304
1305         /*
1306          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1307          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1308          * further incrementing the refcount.
1309          *
1310          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1311          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1312          */
1313         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1314                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1315 }
1316
1317 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1318 {
1319         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1324  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1325  */
1326 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1327                                           struct page *page)
1328 {
1329         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1330                 return false;
1331
1332         if (!atomic_read(&vma->vm_mm->has_pinned))
1333                 return false;
1334
1335         return page_maybe_dma_pinned(page);
1336 }
1337
1338 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1339 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1340 #endif
1341
1342 /*
1343  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1344  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1345  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1346  * node id available in page flags.
1347  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1348  * pages in a zone.
1349  */
1350 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1351 {
1352         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1353 }
1354
1355 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1356 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1357 #else
1358 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1359 {
1360         struct page *p = (struct page *)page;
1361
1362         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1363 }
1364 #endif
1365
1366 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1367 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1368 {
1369         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1370 }
1371
1372 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1373 {
1374         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1375 }
1376
1377 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1378 {
1379         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1380 }
1381
1382 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1383 {
1384         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1385 }
1386
1387 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1388 {
1389         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1390 }
1391
1392 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1393 {
1394         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1395 }
1396
1397 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1398 {
1399         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1400 }
1401
1402 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1403 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1404 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1405 {
1406         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1407 }
1408
1409 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1410 {
1411         return page->_last_cpupid;
1412 }
1413 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1414 {
1415         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1416 }
1417 #else
1418 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1419 {
1420         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1421 }
1422
1423 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1424
1425 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1426 {
1427         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1428 }
1429 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1430 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1431 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1432 {
1433         return page_to_nid(page); /* XXX */
1434 }
1435
1436 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1437 {
1438         return page_to_nid(page); /* XXX */
1439 }
1440
1441 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1442 {
1443         return -1;
1444 }
1445
1446 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1447 {
1448         return -1;
1449 }
1450
1451 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1452 {
1453         return -1;
1454 }
1455
1456 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1457 {
1458         return -1;
1459 }
1460
1461 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1462 {
1463         return true;
1464 }
1465
1466 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1467 {
1468 }
1469
1470 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1471 {
1472         return false;
1473 }
1474 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1475
1476 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1477
1478 /*
1479  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1480  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1481  * value 0x00 maps to 0xff.
1482  */
1483
1484 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1485 {
1486         u8 tag = 0xff;
1487
1488         if (kasan_enabled()) {
1489                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1490                 tag ^= 0xff;
1491         }
1492
1493         return tag;
1494 }
1495
1496 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1497 {
1498         if (kasan_enabled()) {
1499                 tag ^= 0xff;
1500                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1501                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1502         }
1503 }
1504
1505 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1506 {
1507         if (kasan_enabled())
1508                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1509 }
1510
1511 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1512
1513 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1514 {
1515         return 0xff;
1516 }
1517
1518 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1519 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1520
1521 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1522
1523 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1524 {
1525         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1526 }
1527
1528 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1529 {
1530         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1531 }
1532
1533 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1534 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1535 {
1536         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1537         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1538 }
1539
1540 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1541 {
1542         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1543 }
1544 #endif
1545
1546 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1547 {
1548         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1549         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1550 }
1551
1552 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1553 {
1554         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1555         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1556 }
1557
1558 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1559         unsigned long node, unsigned long pfn)
1560 {
1561         set_page_zone(page, zone);
1562         set_page_node(page, node);
1563 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1564         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1565 #endif
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1570  */
1571 #include <linux/vmstat.h>
1572
1573 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1574 {
1575         return page_to_virt(page);
1576 }
1577
1578 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1579 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1580 #endif
1581
1582 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1583 static inline void *page_address(const struct page *page)
1584 {
1585         return page->virtual;
1586 }
1587 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1588 {
1589         page->virtual = address;
1590 }
1591 #define page_address_init()  do { } while(0)
1592 #endif
1593
1594 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1595 void *page_address(const struct page *page);
1596 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1597 void page_address_init(void);
1598 #endif
1599
1600 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1601 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1602 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1603 #define page_address_init()  do { } while(0)
1604 #endif
1605
1606 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1607 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1608 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1609
1610 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1611
1612 static inline
1613 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1614 {
1615         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1616                 return __page_file_mapping(page);
1617
1618         return page->mapping;
1619 }
1620
1621 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1622
1623 /*
1624  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1625  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1626  */
1627 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1628 {
1629         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1630                 return __page_file_index(page);
1631         return page->index;
1632 }
1633
1634 bool page_mapped(struct page *page);
1635 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1636
1637 /*
1638  * Return true only if the page has been allocated with
1639  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1640  * met implying that the system is under some pressure.
1641  */
1642 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1643 {
1644         /*
1645          * Page index cannot be this large so this must be
1646          * a pfmemalloc page.
1647          */
1648         return page->index == -1UL;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1653  * page.
1654  */
1655 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1656 {
1657         page->index = -1UL;
1658 }
1659
1660 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1661 {
1662         page->index = 0;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1667  */
1668 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1669
1670 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1671 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1672
1673 /*
1674  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1675  * various contexts.
1676  */
1677 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1678
1679 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1680
1681 #ifdef CONFIG_MMU
1682 extern bool can_do_mlock(void);
1683 #else
1684 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1685 #endif
1686 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1687 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1688
1689 /*
1690  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1691  */
1692 struct zap_details {
1693         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1694         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1695         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1696 };
1697
1698 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1699                              pte_t pte);
1700 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1701                                 pmd_t pmd);
1702
1703 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1704                   unsigned long size);
1705 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1706                     unsigned long size);
1707 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1708                 unsigned long start, unsigned long end);
1709
1710 struct mmu_notifier_range;
1711
1712 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1713                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1714 int
1715 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1716 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1717                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1718                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1719 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1720                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1721 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1722         unsigned long *pfn);
1723 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1724                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1725 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1726                         void *buf, int len, int write);
1727
1728 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1729 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1730 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1731 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1732 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1733 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1734 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1735
1736 #ifdef CONFIG_MMU
1737 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1738                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1739                                   struct pt_regs *regs);
1740 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1741                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1742                             bool *unlocked);
1743 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1744                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1745 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1746                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1747 #else
1748 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1749                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1750                                          struct pt_regs *regs)
1751 {
1752         /* should never happen if there's no MMU */
1753         BUG();
1754         return VM_FAULT_SIGBUS;
1755 }
1756 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1757                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1758 {
1759         /* should never happen if there's no MMU */
1760         BUG();
1761         return -EFAULT;
1762 }
1763 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1764                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1765 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1766                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1767 #endif
1768
1769 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1770                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1771 {
1772         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1773 }
1774
1775 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1776                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1777 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1778                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1779 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1780                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1781
1782 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1783                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1784                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1785                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1786 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1787                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1788                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1789                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1790 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1791                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1792                             struct vm_area_struct **vmas);
1793 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1794                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1795                     struct vm_area_struct **vmas);
1796 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1797                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1798 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1799                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1800 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1801                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1802 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1803                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1804
1805 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1806                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1807 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1808                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1809
1810 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1811 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1812                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1813
1814 struct kvec;
1815 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1816                         struct page **pages);
1817 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1818 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1819
1820 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1821 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1822                               unsigned int length);
1823
1824 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1825 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1826 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1827 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1828                                 struct page *page);
1829 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1830 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1831                           struct bdi_writeback *wb);
1832 int set_page_dirty(struct page *page);
1833 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1834 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1835 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1836 {
1837         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1838         if (PageDirty(page))
1839                 __cancel_dirty_page(page);
1840 }
1841 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1842
1843 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1844
1845 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1846                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1847                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1848                 bool need_rmap_locks);
1849
1850 /*
1851  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1852  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1853  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1854  * time.
1855  */
1856 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1857 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1858 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1859 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1860 /* Whether this change is for write protecting */
1861 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1862 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1863 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1864                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1865
1866 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1867                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1868                               unsigned long cp_flags);
1869 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1870                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1871                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1872
1873 /*
1874  * doesn't attempt to fault and will return short.
1875  */
1876 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1877                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1878 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1879                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1880
1881 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1882                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1883 {
1884         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1885 }
1886 /*
1887  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1888  */
1889 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1890 {
1891         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1892
1893 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1894         /*
1895          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1896          * But it's never be expected number for users.
1897          */
1898         if (val < 0)
1899                 val = 0;
1900 #endif
1901         return (unsigned long)val;
1902 }
1903
1904 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1905
1906 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1907 {
1908         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1909
1910         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1911 }
1912
1913 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1914 {
1915         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1916
1917         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1918 }
1919
1920 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1921 {
1922         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1923
1924         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1925 }
1926
1927 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1928 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1929 {
1930         if (PageSwapBacked(page))
1931                 return MM_SHMEMPAGES;
1932         return MM_FILEPAGES;
1933 }
1934
1935 static inline int mm_counter(struct page *page)
1936 {
1937         if (PageAnon(page))
1938                 return MM_ANONPAGES;
1939         return mm_counter_file(page);
1940 }
1941
1942 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1943 {
1944         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1945                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1946                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1947 }
1948
1949 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1950 {
1951         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1952 }
1953
1954 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1955 {
1956         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1957 }
1958
1959 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1960 {
1961         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1962
1963         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1964                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1965 }
1966
1967 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1968 {
1969         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1970                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1971 }
1972
1973 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1974 {
1975         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1976 }
1977
1978 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1979                                          struct mm_struct *mm)
1980 {
1981         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1982
1983         if (*maxrss < hiwater_rss)
1984                 *maxrss = hiwater_rss;
1985 }
1986
1987 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1988 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1989 #else
1990 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1991 {
1992 }
1993 #endif
1994
1995 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1996 static inline int pte_special(pte_t pte)
1997 {
1998         return 0;
1999 }
2000
2001 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2002 {
2003         return pte;
2004 }
2005 #endif
2006
2007 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2008 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2009 {
2010         return 0;
2011 }
2012 #endif
2013
2014 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2015
2016 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2017                                spinlock_t **ptl);
2018 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2019                                     spinlock_t **ptl)
2020 {
2021         pte_t *ptep;
2022         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2023         return ptep;
2024 }
2025
2026 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2027 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2028                                                 unsigned long address)
2029 {
2030         return 0;
2031 }
2032 #else
2033 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2034 #endif
2035
2036 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2037 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2038                                                 unsigned long address)
2039 {
2040         return 0;
2041 }
2042 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2043 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2044
2045 #else
2046 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2047
2048 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2049 {
2050         if (mm_pud_folded(mm))
2051                 return;
2052         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2053 }
2054
2055 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2056 {
2057         if (mm_pud_folded(mm))
2058                 return;
2059         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2060 }
2061 #endif
2062
2063 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2064 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2065                                                 unsigned long address)
2066 {
2067         return 0;
2068 }
2069
2070 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2071 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2072
2073 #else
2074 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2075
2076 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2077 {
2078         if (mm_pmd_folded(mm))
2079                 return;
2080         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2081 }
2082
2083 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2084 {
2085         if (mm_pmd_folded(mm))
2086                 return;
2087         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2088 }
2089 #endif
2090
2091 #ifdef CONFIG_MMU
2092 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2093 {
2094         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2095 }
2096
2097 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2098 {
2099         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2100 }
2101
2102 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2103 {
2104         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2105 }
2106
2107 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2108 {
2109         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2110 }
2111 #else
2112
2113 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2114 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2115 {
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2120 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2121 #endif
2122
2123 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2124 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2125
2126 #if defined(CONFIG_MMU)
2127
2128 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2129                 unsigned long address)
2130 {
2131         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2132                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2133 }
2134
2135 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2136                 unsigned long address)
2137 {
2138         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2139                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2140 }
2141
2142 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2143 {
2144         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2145                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2146 }
2147 #endif /* CONFIG_MMU */
2148
2149 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2150 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2151 void __init ptlock_cache_init(void);
2152 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2153 extern void ptlock_free(struct page *page);
2154
2155 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2156 {
2157         return page->ptl;
2158 }
2159 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2160 static inline void ptlock_cache_init(void)
2161 {
2162 }
2163
2164 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2165 {
2166         return true;
2167 }
2168
2169 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2170 {
2171 }
2172
2173 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2174 {
2175         return &page->ptl;
2176 }
2177 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2178
2179 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2180 {
2181         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2182 }
2183
2184 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2185 {
2186         /*
2187          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2188          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2189          *
2190          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2191          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2192          */
2193         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2194         if (!ptlock_alloc(page))
2195                 return false;
2196         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2197         return true;
2198 }
2199
2200 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2201 /*
2202  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2203  */
2204 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2205 {
2206         return &mm->page_table_lock;
2207 }
2208 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2209 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2210 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2211 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2212
2213 static inline void pgtable_init(void)
2214 {
2215         ptlock_cache_init();
2216         pgtable_cache_init();
2217 }
2218
2219 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2220 {
2221         if (!ptlock_init(page))
2222                 return false;
2223         __SetPageTable(page);
2224         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2225         return true;
2226 }
2227
2228 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2229 {
2230         ptlock_free(page);
2231         __ClearPageTable(page);
2232         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2233 }
2234
2235 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2236 ({                                                      \
2237         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2238         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2239         *(ptlp) = __ptl;                                \
2240         spin_lock(__ptl);                               \
2241         __pte;                                          \
2242 })
2243
2244 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2245         spin_unlock(ptl);                               \
2246         pte_unmap(pte);                                 \
2247 } while (0)
2248
2249 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2250
2251 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2252         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2253
2254 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2255         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2256                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2257
2258 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2259         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2260                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2261
2262 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2263
2264 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2265 {
2266         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2267         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2268 }
2269
2270 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2271 {
2272         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2273 }
2274
2275 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2276 {
2277 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2278         page->pmd_huge_pte = NULL;
2279 #endif
2280         return ptlock_init(page);
2281 }
2282
2283 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2284 {
2285 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2286         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2287 #endif
2288         ptlock_free(page);
2289 }
2290
2291 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2292
2293 #else
2294
2295 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2296 {
2297         return &mm->page_table_lock;
2298 }
2299
2300 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2301 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2302
2303 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2304
2305 #endif
2306
2307 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2308 {
2309         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2310         spin_lock(ptl);
2311         return ptl;
2312 }
2313
2314 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2315 {
2316         if (!pmd_ptlock_init(page))
2317                 return false;
2318         __SetPageTable(page);
2319         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2320         return true;
2321 }
2322
2323 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2324 {
2325         pmd_ptlock_free(page);
2326         __ClearPageTable(page);
2327         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2332  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2333  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2334  * which need to be converted from page_table_lock.
2335  */
2336 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2337 {
2338         return &mm->page_table_lock;
2339 }
2340
2341 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2342 {
2343         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2344
2345         spin_lock(ptl);
2346         return ptl;
2347 }
2348
2349 extern void __init pagecache_init(void);
2350 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2351 extern void free_initmem(void);
2352
2353 /*
2354  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2355  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2356  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2357  * Return pages freed into the buddy system.
2358  */
2359 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2360                                         int poison, const char *s);
2361
2362 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2363 extern void mem_init_print_info(void);
2364
2365 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2366
2367 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2368 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2369 {
2370         ClearPageReserved(page);
2371         init_page_count(page);
2372         __free_page(page);
2373         adjust_managed_page_count(page, 1);
2374 }
2375 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2376
2377 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2378 {
2379         SetPageReserved(page);
2380         adjust_managed_page_count(page, -1);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2385  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2386  * range [0, UCHAR_MAX].
2387  * Return pages freed into the buddy system.
2388  */
2389 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2390 {
2391         extern char __init_begin[], __init_end[];
2392
2393         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2394                                   poison, "unused kernel");
2395 }
2396
2397 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2398 {
2399         int nid;
2400         unsigned long phys_pages = 0;
2401
2402         for_each_online_node(nid)
2403                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2404
2405         return phys_pages;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2410  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2411  * architecture independent manner.
2412  *
2413  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2414  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2415  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2416  * usage, an architecture is expected to do something like
2417  *
2418  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2419  *                                                       max_highmem_pfn};
2420  * for_each_valid_physical_page_range()
2421  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2422  * free_area_init(max_zone_pfns);
2423  */
2424 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2425 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2426 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2427                                                 unsigned long end_pfn);
2428 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2429                                                 unsigned long end_pfn);
2430 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2431                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2432 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2433
2434 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2435 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2436 {
2437         return 0;
2438 }
2439 #else
2440 /* please see mm/page_alloc.c */
2441 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2442 #endif
2443
2444 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2445 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2446                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2447                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2448 extern void memmap_init_zone(struct zone *zone);
2449 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2450 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2451 extern void mem_init(void);
2452 extern void __init mmap_init(void);
2453 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2454 extern long si_mem_available(void);
2455 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2456 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2457 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2458 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2459 #endif
2460
2461 extern __printf(3, 4)
2462 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2463
2464 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2465
2466 /* page_alloc.c */
2467 extern int min_free_kbytes;
2468 extern int watermark_boost_factor;
2469 extern int watermark_scale_factor;
2470 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2471
2472 /* nommu.c */
2473 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2474 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2475
2476 /* interval_tree.c */
2477 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2478                               struct rb_root_cached *root);
2479 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2480                                     struct vm_area_struct *prev,
2481                                     struct rb_root_cached *root);
2482 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2483                               struct rb_root_cached *root);
2484 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2485                                 unsigned long start, unsigned long last);
2486 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2487                                 unsigned long start, unsigned long last);
2488
2489 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2490         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2491              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2492
2493 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2494                                    struct rb_root_cached *root);
2495 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2496                                    struct rb_root_cached *root);
2497 struct anon_vma_chain *
2498 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2499                                   unsigned long start, unsigned long last);
2500 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2501         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2502 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2503 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2504 #endif
2505
2506 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2507         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2508              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2509
2510 /* mmap.c */
2511 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2512 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2513         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2514         struct vm_area_struct *expand);
2515 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2516         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2517 {
2518         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2519 }
2520 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2521         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2522         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2523         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2524 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2525 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2526         unsigned long addr, int new_below);
2527 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2528         unsigned long addr, int new_below);
2529 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2530 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2531         struct rb_node **, struct rb_node *);
2532 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2533 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2534         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2535         bool *need_rmap_locks);
2536 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2537
2538 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2539                                     unsigned long new,
2540                                     unsigned long start,
2541                                     unsigned long end_data,
2542                                     unsigned long start_data)
2543 {
2544         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2545                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2546                         return -ENOSPC;
2547         }
2548
2549         return 0;
2550 }
2551
2552 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2553 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2554
2555 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2556 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2557 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2558
2559 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2560 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2561
2562 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2563                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2564 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2565                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2566                                    unsigned long flags,
2567                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2568 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2569 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2570                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2571                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2572
2573 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2574
2575 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2576
2577 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2578         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2579         struct list_head *uf);
2580 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2581         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2582         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2583 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2584                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2585 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2586                      struct list_head *uf);
2587 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2588
2589 #ifdef CONFIG_MMU
2590 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2591                          int ignore_errors);
2592 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2593 {
2594         /* Ignore errors */
2595         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2596 }
2597 #else
2598 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2599 #endif
2600
2601 /* These take the mm semaphore themselves */
2602 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2603 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2604 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2605 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2606         unsigned long, unsigned long,
2607         unsigned long, unsigned long);
2608
2609 struct vm_unmapped_area_info {
2610 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2611         unsigned long flags;
2612         unsigned long length;
2613         unsigned long low_limit;
2614         unsigned long high_limit;
2615         unsigned long align_mask;
2616         unsigned long align_offset;
2617 };
2618
2619 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2620
2621 /* truncate.c */
2622 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2623 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2624                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2625 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2626
2627 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2628 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2629 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2630                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2631 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2632
2633 /* mm/page-writeback.c */
2634 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2635 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2636
2637 extern unsigned long stack_guard_gap;
2638 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2639 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2640
2641 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2642 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2643                 unsigned long address);
2644 #if VM_GROWSUP
2645 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2646 #else
2647   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2648 #endif
2649
2650 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2651 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2652 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2653                                              struct vm_area_struct **pprev);
2654
2655 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2656    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2657 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2658 {
2659         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2660
2661         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2662                 vma = NULL;
2663         return vma;
2664 }
2665
2666 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2667 {
2668         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2669
2670         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2671                 vm_start -= stack_guard_gap;
2672                 if (vm_start > vma->vm_start)
2673                         vm_start = 0;
2674         }
2675         return vm_start;
2676 }
2677
2678 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2679 {
2680         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2681
2682         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2683                 vm_end += stack_guard_gap;
2684                 if (vm_end < vma->vm_end)
2685                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2686         }
2687         return vm_end;
2688 }
2689
2690 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2691 {
2692         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2693 }
2694
2695 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2696 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2697                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2698 {
2699         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2700
2701         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2702                 vma = NULL;
2703
2704         return vma;
2705 }
2706
2707 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2708                                 unsigned long start, unsigned long end)
2709 {
2710         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2711 }
2712
2713 #ifdef CONFIG_MMU
2714 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2715 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2716 #else
2717 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2718 {
2719         return __pgprot(0);
2720 }
2721 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2722 {
2723         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2724 }
2725 #endif
2726
2727 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2728
2729 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2730 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2731                         unsigned long start, unsigned long end);
2732 #endif
2733
2734 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2735 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2736                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2737 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2738                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2739 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2740 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2741                         struct page **pages, unsigned long *num);
2742 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2743                                 unsigned long num);
2744 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2745                                 unsigned long num);
2746 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2747                         unsigned long pfn);
2748 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2749                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2750 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2751                         pfn_t pfn);
2752 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2753                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2754 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2755                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2756 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2757
2758 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2759                                 unsigned long addr, struct page *page)
2760 {
2761         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2762
2763         if (err == -ENOMEM)
2764                 return VM_FAULT_OOM;
2765         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2766                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2767
2768         return VM_FAULT_NOPAGE;
2769 }
2770
2771 #ifndef io_remap_pfn_range
2772 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2773                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2774                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2775 {
2776         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2777 }
2778 #endif
2779
2780 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2781 {
2782         if (err == -ENOMEM)
2783                 return VM_FAULT_OOM;
2784         return VM_FAULT_SIGBUS;
2785 }
2786
2787 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2788                          unsigned int foll_flags);
2789
2790 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2791 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2792 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2793 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2794 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2795 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2796                                  * and return without waiting upon it */
2797 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2798 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2799 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2800 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2801 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2802 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2803 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2804 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2805 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2806 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2807 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2808 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2809 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2810
2811 /*
2812  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2813  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2814  *
2815  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2816  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2817  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2818  *
2819  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2820  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2821  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2822  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2823  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2824  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2825  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2826  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2827  *
2828  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2829  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2830  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2831  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2832  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2833  *
2834  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2835  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2836  * FOLL_LONGTERM is specified.
2837  *
2838  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2839  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2840  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2841  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2842  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2843  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2844  * a call to unpin_user_page().
2845  *
2846  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2847  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2848  * its own acquire and release mechanisms:
2849  *
2850  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2851  *
2852  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2853  *
2854  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2855  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2856  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2857  * callers, not on the pages.)
2858  *
2859  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2860  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2861  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2862  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2863  *
2864  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2865  */
2866
2867 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2868 {
2869         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2870                 return -ENOMEM;
2871         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2872                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2873         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2874                 return -EFAULT;
2875         return 0;
2876 }
2877
2878 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2879 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2880                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2881 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2882                                    unsigned long address, unsigned long size,
2883                                    pte_fn_t fn, void *data);
2884
2885 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2886 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2887 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2888 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2889 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2890 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2891 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2892 {
2893         return _page_poisoning_enabled_early;
2894 }
2895 /*
2896  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2897  * false negative result is not harmful when called too early.
2898  */
2899 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2900 {
2901         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2902 }
2903 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2904 {
2905         if (page_poisoning_enabled_static())
2906                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2907 }
2908 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2909 {
2910         if (page_poisoning_enabled_static())
2911                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2912 }
2913 #else
2914 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2915 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2916 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2917 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2918 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2919 #endif
2920
2921 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2922 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2923 {
2924         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2925                                 &init_on_alloc))
2926                 return true;
2927         return flags & __GFP_ZERO;
2928 }
2929
2930 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2931 static inline bool want_init_on_free(void)
2932 {
2933         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2934                                    &init_on_free);
2935 }
2936
2937 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2938 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2939
2940 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2941 {
2942         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2943                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2944 }
2945
2946 /*
2947  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2948  * false negative result is not harmful when called too early.
2949  */
2950 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2951 {
2952         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2953                 return false;
2954
2955         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2956 }
2957
2958 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2959 /*
2960  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
2961  * __kernel_map_pages() never fails
2962  */
2963 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2964
2965 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
2966 {
2967         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2968                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
2969 }
2970
2971 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
2972 {
2973         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2974                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
2975 }
2976 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2977 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
2978 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
2979 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2980
2981 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2982 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2983 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2984 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2985 #else
2986 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2987 {
2988         return NULL;
2989 }
2990 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2991 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2992 {
2993         return 0;
2994 }
2995 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2996
2997 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2998
2999 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3000 extern int sysctl_drop_caches;
3001 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3002                 loff_t *);
3003 #endif
3004
3005 void drop_slab(void);
3006 void drop_slab_node(int nid);
3007
3008 #ifndef CONFIG_MMU
3009 #define randomize_va_space 0
3010 #else
3011 extern int randomize_va_space;
3012 #endif
3013
3014 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3015 #ifdef CONFIG_MMU
3016 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3017 #else
3018 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3019 {
3020 }
3021 #endif
3022
3023 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3024 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3025                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3026 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3027 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3028 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3029 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3030 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3031                             struct vmem_altmap *altmap);
3032 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3033 struct vmem_altmap;
3034 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3035                               struct vmem_altmap *altmap);
3036 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3037 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3038                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3039 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3040                 struct vmem_altmap *altmap);
3041 void vmemmap_populate_print_last(void);
3042 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3043 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3044                 struct vmem_altmap *altmap);
3045 #endif
3046 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3047                                   unsigned long nr_pages);
3048
3049 enum mf_flags {
3050         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3051         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3052         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3053         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3054 };
3055 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3056 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3057 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3058 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3059 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3060 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3061 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3062 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3063 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3064
3065
3066 /*
3067  * Error handlers for various types of pages.
3068  */
3069 enum mf_result {
3070         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3071         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3072         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3073         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3074 };
3075
3076 enum mf_action_page_type {
3077         MF_MSG_KERNEL,
3078         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3079         MF_MSG_SLAB,
3080         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3081         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3082         MF_MSG_HUGE,
3083         MF_MSG_FREE_HUGE,
3084         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3085         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3086         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3087         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3088         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3089         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3090         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3091         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3092         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3093         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3094         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3095         MF_MSG_BUDDY,
3096         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3097         MF_MSG_DAX,
3098         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3099         MF_MSG_UNKNOWN,
3100 };
3101
3102 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3103 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3104                             unsigned long addr_hint,
3105                             unsigned int pages_per_huge_page);
3106 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3107                                 unsigned long addr_hint,
3108                                 struct vm_area_struct *vma,
3109                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3110 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3111                                 const void __user *usr_src,
3112                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3113                                 bool allow_pagefault);
3114
3115 /**
3116  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3117  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3118  *
3119  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3120  * the definition in vm_normal_page().
3121  *
3122  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3123  * false otherwise.
3124  */
3125 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3126 {
3127         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3128                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3129 }
3130
3131 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3132
3133 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3134 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3135 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3136
3137 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3138 {
3139         return _debug_guardpage_minorder;
3140 }
3141
3142 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3143 {
3144         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3145 }
3146
3147 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3148 {
3149         if (!debug_guardpage_enabled())
3150                 return false;
3151
3152         return PageGuard(page);
3153 }
3154 #else
3155 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3156 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3157 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3158 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3159
3160 #if MAX_NUMNODES > 1
3161 void __init setup_nr_node_ids(void);
3162 #else
3163 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3164 #endif
3165
3166 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3167
3168 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3169 {
3170         return !memcmp_pages(page1, page2);
3171 }
3172
3173 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3174 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3175                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3176                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3177                                                 unsigned long *bitmap,
3178                                                 pgoff_t *start,
3179                                                 pgoff_t *end);
3180
3181 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3182                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3183 #endif
3184
3185 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3186
3187 #ifdef CONFIG_PRINTK
3188 void mem_dump_obj(void *object);
3189 #else
3190 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3191 #endif
3192
3193 #endif /* __KERNEL__ */
3194 #endif /* _LINUX_MM_H */