Merge tag 'armsoc-fixes-v5.7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30 #include <linux/sched.h>
31
32 struct mempolicy;
33 struct anon_vma;
34 struct anon_vma_chain;
35 struct file_ra_state;
36 struct user_struct;
37 struct writeback_control;
38 struct bdi_writeback;
39
40 void init_mm_internals(void);
41
42 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
43 extern unsigned long max_mapnr;
44
45 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
46 {
47         max_mapnr = limit;
48 }
49 #else
50 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
51 #endif
52
53 extern atomic_long_t _totalram_pages;
54 static inline unsigned long totalram_pages(void)
55 {
56         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
57 }
58
59 static inline void totalram_pages_inc(void)
60 {
61         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
62 }
63
64 static inline void totalram_pages_dec(void)
65 {
66         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
67 }
68
69 static inline void totalram_pages_add(long count)
70 {
71         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
72 }
73
74 extern void * high_memory;
75 extern int page_cluster;
76
77 #ifdef CONFIG_SYSCTL
78 extern int sysctl_legacy_va_layout;
79 #else
80 #define sysctl_legacy_va_layout 0
81 #endif
82
83 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
84 extern const int mmap_rnd_bits_min;
85 extern const int mmap_rnd_bits_max;
86 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
87 #endif
88 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
89 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
90 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
91 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
92 #endif
93
94 #include <asm/page.h>
95 #include <asm/pgtable.h>
96 #include <asm/processor.h>
97
98 /*
99  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
100  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
101  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
102  * redefine this macro to strip tags from pointers.
103  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
104  */
105 #ifndef untagged_addr
106 #define untagged_addr(addr) (addr)
107 #endif
108
109 #ifndef __pa_symbol
110 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
111 #endif
112
113 #ifndef page_to_virt
114 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
115 #endif
116
117 #ifndef lm_alias
118 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
119 #endif
120
121 /*
122  * To prevent common memory management code establishing
123  * a zero page mapping on a read fault.
124  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
125  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
126  * related to the physical page in case of virtualization.
127  */
128 #ifndef mm_forbids_zeropage
129 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
130 #endif
131
132 /*
133  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
134  * If an architecture decides to implement their own version of
135  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
136  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
137  */
138 #if BITS_PER_LONG == 64
139 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
140  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
141  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
142  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
143  * this can result in several of the writes here being dropped.
144  */
145 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
146 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
147 {
148         unsigned long *_pp = (void *)page;
149
150          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
151         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
152         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
153         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
154
155         switch (sizeof(struct page)) {
156         case 80:
157                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
158         case 72:
159                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
162         case 56:
163                 _pp[6] = 0;
164                 _pp[5] = 0;
165                 _pp[4] = 0;
166                 _pp[3] = 0;
167                 _pp[2] = 0;
168                 _pp[1] = 0;
169                 _pp[0] = 0;
170         }
171 }
172 #else
173 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
174 #endif
175
176 /*
177  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
178  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
179  * problem.
180  *
181  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
182  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
183  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
184  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
185  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
186  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
187  *
188  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
189  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
190  * that.
191  */
192 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
193 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
194
195 extern int sysctl_max_map_count;
196
197 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
198 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
199
200 extern int sysctl_overcommit_memory;
201 extern int sysctl_overcommit_ratio;
202 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
203
204 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
205                                     size_t *, loff_t *);
206 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
207                                     size_t *, loff_t *);
208
209 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
210
211 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
212 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
213
214 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
215 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
216
217 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
218
219 /*
220  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
221  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
222  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
223  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
224  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
225  * mmap() functions).
226  */
227
228 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
229 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
230 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
231
232 #ifndef CONFIG_MMU
233 extern struct rb_root nommu_region_tree;
234 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
235
236 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
237 #endif
238
239 /*
240  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
241  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
242  */
243 #define VM_NONE         0x00000000
244
245 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
246 #define VM_WRITE        0x00000002
247 #define VM_EXEC         0x00000004
248 #define VM_SHARED       0x00000008
249
250 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
251 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
252 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
253 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
254 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
255
256 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
257 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
258 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
259 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
260 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
261
262 #define VM_LOCKED       0x00002000
263 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
264
265                                         /* Used by sys_madvise() */
266 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
267 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
268
269 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
270 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
271 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
272 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
273 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
274 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
275 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
276 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
277 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
278 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
279
280 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
281 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
282 #else
283 # define VM_SOFTDIRTY   0
284 #endif
285
286 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
287 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
288 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
289 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
290
291 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
292 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
293 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
294 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
295 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
296 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
297 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
298 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
299 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
300 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
301 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
302 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
303
304 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
305 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
306 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
307 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
308 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
309 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
310 #ifdef CONFIG_PPC
311 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
312 #else
313 # define VM_PKEY_BIT4  0
314 #endif
315 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
316
317 #if defined(CONFIG_X86)
318 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
319 #elif defined(CONFIG_PPC)
320 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
321 #elif defined(CONFIG_PARISC)
322 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
323 #elif defined(CONFIG_IA64)
324 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
325 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
326 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
327 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
328 #elif !defined(CONFIG_MMU)
329 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
330 #endif
331
332 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
333 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
334 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
335 #else
336 # define VM_MPX         VM_NONE
337 #endif
338
339 #ifndef VM_GROWSUP
340 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
341 #endif
342
343 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
344 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
345
346 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
347
348 /* Common data flag combinations */
349 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
350                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
351 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
352                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
353 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
354                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
355
356 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
357 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
358 #endif
359
360 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
361 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
362 #endif
363
364 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
365 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
366 #else
367 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
368 #endif
369
370 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
371
372 /* VMA basic access permission flags */
373 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
374
375
376 /*
377  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
378  */
379 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
380
381 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
382 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
383
384 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
385 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
386
387 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
388 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
389
390 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
391 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
392 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
393 #endif
394 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
395
396 /*
397  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
398  * low four bits) to a page protection mask..
399  */
400 extern pgprot_t protection_map[16];
401
402 /**
403  * Fault flag definitions.
404  *
405  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
406  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
407  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
408  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_sem and wait when retrying.
409  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
410  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
411  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
412  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
413  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
414  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
415  *
416  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
417  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
418  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
419  *
420  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
421  *                              this is the first try
422  *
423  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
424  *                              we've already tried at least once
425  *
426  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
427  *
428  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
429  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
430  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
431  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
432  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
433  * interrupted if necessary.
434  */
435 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
436 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
437 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
438 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
439 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
440 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
441 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
442 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
443 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
444 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
445
446 /*
447  * The default fault flags that should be used by most of the
448  * arch-specific page fault handlers.
449  */
450 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
451                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
452                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
453
454 /**
455  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
456  *
457  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
458  * the mmap_sem for too long a time when waiting for another condition
459  * to change, in which case we can try to be polite to release the
460  * mmap_sem in the first round to avoid potential starvation of other
461  * processes that would also want the mmap_sem.
462  *
463  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
464  * attempt of the fault handling; false otherwise.
465  */
466 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
467 {
468         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
469             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
470 }
471
472 #define FAULT_FLAG_TRACE \
473         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
474         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
475         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
476         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
477         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
478         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
479         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
480         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
481         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
482         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
483
484 /*
485  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
486  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
487  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
488  *
489  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
490  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
491  *
492  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
493  */
494 struct vm_fault {
495         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
496         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
497         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
498         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
499         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
500         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
501                                          * the 'address' */
502         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
503                                          * the 'address'
504                                          */
505         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
506
507         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
508         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
509         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
510                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
511                                          * is set (which is also implied by
512                                          * VM_FAULT_ERROR).
513                                          */
514         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
515         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
516                                          * the 'address'. NULL if the page
517                                          * table hasn't been allocated.
518                                          */
519         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
520                                          * Protects pte page table if 'pte'
521                                          * is not NULL, otherwise pmd.
522                                          */
523         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
524                                          * vm_ops->map_pages() calls
525                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
526                                          * do_fault_around() pre-allocates
527                                          * page table to avoid allocation from
528                                          * atomic context.
529                                          */
530 };
531
532 /* page entry size for vm->huge_fault() */
533 enum page_entry_size {
534         PE_SIZE_PTE = 0,
535         PE_SIZE_PMD,
536         PE_SIZE_PUD,
537 };
538
539 /*
540  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
541  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
542  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
543  */
544 struct vm_operations_struct {
545         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
546         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
547         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
548         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
549         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
550         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
551                         enum page_entry_size pe_size);
552         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
553                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
554         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
555
556         /* notification that a previously read-only page is about to become
557          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
558         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
559
560         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
561         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
562
563         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
564          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
565          */
566         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
567                       void *buf, int len, int write);
568
569         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
570          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
571          * vma to be dumped unconditionally. */
572         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
573
574 #ifdef CONFIG_NUMA
575         /*
576          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
577          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
578          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
579          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
580          * mempolicy.
581          */
582         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
583
584         /*
585          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
586          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
587          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
588          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
589          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
590          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
591          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
592          * policy.
593          */
594         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
595                                         unsigned long addr);
596 #endif
597         /*
598          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
599          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
600          * (using pte_page()) would not find the correct page.
601          */
602         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
603                                           unsigned long addr);
604 };
605
606 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
607 {
608         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
609
610         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
611         vma->vm_mm = mm;
612         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
613         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
614 }
615
616 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
617 {
618         vma->vm_ops = NULL;
619 }
620
621 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
622 {
623         return !vma->vm_ops;
624 }
625
626 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
627 {
628         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
629
630         if (!maybe_stack)
631                 return false;
632
633         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
634                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
635                 return true;
636
637         return false;
638 }
639
640 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
641 {
642         if (!current->mm)
643                 return true;
644
645         if (current->mm != vma->vm_mm)
646                 return true;
647
648         return false;
649 }
650
651 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
652 {
653         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
654 }
655
656 #ifdef CONFIG_SHMEM
657 /*
658  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
659  * paths in userfault.
660  */
661 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
662 #else
663 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
664 #endif
665
666 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
667
668 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
669 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
670
671 struct mmu_gather;
672 struct inode;
673
674 /*
675  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
676  * files which need it (119 of them)
677  */
678 #include <linux/page-flags.h>
679 #include <linux/huge_mm.h>
680
681 /*
682  * Methods to modify the page usage count.
683  *
684  * What counts for a page usage:
685  * - cache mapping   (page->mapping)
686  * - private data    (page->private)
687  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
688  *   is counted separately
689  *
690  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
691  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
692  */
693
694 /*
695  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
696  */
697 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
698 {
699         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
700         return page_ref_dec_and_test(page);
701 }
702
703 /*
704  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
705  * that is the case.
706  * This can be called when MMU is off so it must not access
707  * any of the virtual mappings.
708  */
709 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
710 {
711         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
712 }
713
714 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
715
716 enum {
717         REGION_INTERSECTS,
718         REGION_DISJOINT,
719         REGION_MIXED,
720 };
721
722 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
723                       unsigned long desc);
724
725 /* Support for virtually mapped pages */
726 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
727 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
728
729 /*
730  * Determine if an address is within the vmalloc range
731  *
732  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
733  * is no special casing required.
734  */
735
736 #ifndef is_ioremap_addr
737 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
738 #endif
739
740 #ifdef CONFIG_MMU
741 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
742 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
743 #else
744 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
745 {
746         return false;
747 }
748 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
749 {
750         return 0;
751 }
752 #endif
753
754 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
755 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
756 {
757         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
758 }
759 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
760 {
761         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
762 }
763 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
764 {
765         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
766 }
767
768 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
769 {
770         size_t bytes;
771
772         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
773                 return NULL;
774
775         return kvmalloc(bytes, flags);
776 }
777
778 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
779 {
780         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
781 }
782
783 extern void kvfree(const void *addr);
784
785 /*
786  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
787  *
788  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
789  */
790 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
791 {
792         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
793         page = compound_head(page);
794         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
795 }
796
797 /*
798  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
799  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
800  * and atomic_add_negative(-1).
801  */
802 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
803 {
804         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
805 }
806
807 int __page_mapcount(struct page *page);
808
809 /*
810  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
811  * compound_mapcount().
812  *
813  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
814  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
815  * They use this place in struct page differently.
816  */
817 static inline int page_mapcount(struct page *page)
818 {
819         if (unlikely(PageCompound(page)))
820                 return __page_mapcount(page);
821         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
822 }
823
824 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
825 int total_mapcount(struct page *page);
826 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
827 #else
828 static inline int total_mapcount(struct page *page)
829 {
830         return page_mapcount(page);
831 }
832 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
833                                            int *total_mapcount)
834 {
835         int mapcount = page_mapcount(page);
836         if (total_mapcount)
837                 *total_mapcount = mapcount;
838         return mapcount;
839 }
840 #endif
841
842 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
843 {
844         struct page *page = virt_to_page(x);
845
846         return compound_head(page);
847 }
848
849 void __put_page(struct page *page);
850
851 void put_pages_list(struct list_head *pages);
852
853 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
854
855 /*
856  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
857  * prototype for that function and accessor functions.
858  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
859  */
860 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
861
862 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
863 enum compound_dtor_id {
864         NULL_COMPOUND_DTOR,
865         COMPOUND_PAGE_DTOR,
866 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
867         HUGETLB_PAGE_DTOR,
868 #endif
869 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
870         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
871 #endif
872         NR_COMPOUND_DTORS,
873 };
874 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
875
876 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
877                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
878 {
879         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
880         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
881 }
882
883 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
884 {
885         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
886         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
887 }
888
889 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
890 {
891         if (!PageHead(page))
892                 return 0;
893         return page[1].compound_order;
894 }
895
896 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
897 {
898         /*
899          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
900          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
901          * pages cannot support it.
902          */
903         page = compound_head(page);
904         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
905 }
906
907 static inline int compound_pincount(struct page *page)
908 {
909         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
910         page = compound_head(page);
911         return atomic_read(compound_pincount_ptr(page));
912 }
913
914 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
915 {
916         page[1].compound_order = order;
917 }
918
919 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
920 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
921 {
922         return 1UL << compound_order(page);
923 }
924
925 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
926 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
927 {
928         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
929 }
930
931 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
932 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
933 {
934         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
935 }
936
937 void free_compound_page(struct page *page);
938
939 #ifdef CONFIG_MMU
940 /*
941  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
942  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
943  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
944  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
945  */
946 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
947 {
948         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
949                 pte = pte_mkwrite(pte);
950         return pte;
951 }
952
953 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
954                 struct page *page);
955 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
956 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
957 #endif
958
959 /*
960  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
961  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
962  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
963  * only one copy in memory, at most, normally.
964  *
965  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
966  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
967  *   freelist management in the buddy allocator.
968  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
969  *
970  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
971  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
972  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
973  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
974  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
975  *
976  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
977  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
978  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
979  * and page->virtual store page management information, but all other fields
980  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
981  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
982  * subsequently been given references to it.
983  *
984  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
985  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
986  * The following discussion applies only to them.
987  *
988  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
989  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
990  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
991  * into the filesystem to release these pages.
992  *
993  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
994  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
995  * in units of PAGE_SIZE.
996  *
997  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
998  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
999  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1000  *
1001  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1002  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1003  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1004  *
1005  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1006  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1007  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1008  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1009  *
1010  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1011  * - inode pages may need to be read from disk,
1012  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1013  *   to be written back to the inode on disk,
1014  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1015  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1016  *   back into memory.
1017  */
1018
1019 /*
1020  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1021  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1022  */
1023
1024 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1025 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1026 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1027 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1028 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1029 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1030
1031 /*
1032  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1033  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1034  * the compiler will optimise away reference to them.
1035  */
1036 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1037 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1038 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1039 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1040 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1041
1042 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1043 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1044 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1045 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1046                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1047 #else
1048 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1049 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1050                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1051 #endif
1052
1053 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1054
1055 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1056 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1057 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1058 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1059 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1060 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1061
1062 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1063 {
1064         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1068 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1069 {
1070         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1071 }
1072 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1073                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1074 #else
1075 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1076 {
1077         return false;
1078 }
1079 #endif
1080
1081 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1082 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1083 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1084
1085 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1086 {
1087         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1088                 return false;
1089         if (!is_zone_device_page(page))
1090                 return false;
1091         switch (page->pgmap->type) {
1092         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1093         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1094                 return true;
1095         default:
1096                 break;
1097         }
1098         return false;
1099 }
1100
1101 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1102
1103 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1104 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1105 {
1106         return false;
1107 }
1108
1109 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1110 {
1111 }
1112 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1113
1114 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1115 {
1116         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1117                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1118                 is_zone_device_page(page) &&
1119                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1120 }
1121
1122 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1123 {
1124         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1125                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1126                 is_zone_device_page(page) &&
1127                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1128 }
1129
1130 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1131 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1132         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1133
1134 static inline void get_page(struct page *page)
1135 {
1136         page = compound_head(page);
1137         /*
1138          * Getting a normal page or the head of a compound page
1139          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1140          */
1141         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1142         page_ref_inc(page);
1143 }
1144
1145 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1146
1147 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1148 {
1149         page = compound_head(page);
1150         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1151                 return false;
1152         page_ref_inc(page);
1153         return true;
1154 }
1155
1156 static inline void put_page(struct page *page)
1157 {
1158         page = compound_head(page);
1159
1160         /*
1161          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1162          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1163          * need to inform the device driver through callback. See
1164          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1165          */
1166         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1167                 put_devmap_managed_page(page);
1168                 return;
1169         }
1170
1171         if (put_page_testzero(page))
1172                 __put_page(page);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1177  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1178  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1179  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1180  *
1181  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1182  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1183  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1184  *
1185  * Choice of value:
1186  *
1187  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1188  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1189  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1190  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1191  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1192  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1193  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1194  *
1195  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1196  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1197  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1198  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1199  * issue.
1200  *
1201  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1202  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1203  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1204  * table entries.
1205  */
1206 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1207
1208 void unpin_user_page(struct page *page);
1209 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1210                                  bool make_dirty);
1211 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1212
1213 /**
1214  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1215  *
1216  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1217  * pin_user_pages*().
1218  *
1219  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1220  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1221  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1222  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1223  *
1224  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1225  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1226  * deal gracefully with a false positive.
1227  *
1228  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1229  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1230  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1231  * scheme).
1232  *
1233  * For more information, please see Documentation/vm/pin_user_pages.rst.
1234  *
1235  * @page:       pointer to page to be queried.
1236  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1237  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1238  */
1239 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1240 {
1241         if (hpage_pincount_available(page))
1242                 return compound_pincount(page) > 0;
1243
1244         /*
1245          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1246          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1247          * further incrementing the refcount.
1248          *
1249          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1250          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1251          */
1252         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1253                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1254 }
1255
1256 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1257 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1258 #endif
1259
1260 /*
1261  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1262  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1263  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1264  * node id available in page flags.
1265  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1266  * pages in a zone.
1267  */
1268 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1269 {
1270         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1271 }
1272
1273 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1274 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1275 #else
1276 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1277 {
1278         struct page *p = (struct page *)page;
1279
1280         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1281 }
1282 #endif
1283
1284 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1285 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1286 {
1287         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1288 }
1289
1290 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1291 {
1292         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1293 }
1294
1295 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1296 {
1297         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1298 }
1299
1300 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1301 {
1302         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1303 }
1304
1305 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1306 {
1307         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1308 }
1309
1310 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1311 {
1312         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1313 }
1314
1315 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1316 {
1317         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1318 }
1319
1320 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1321 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1322 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1323 {
1324         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1325 }
1326
1327 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1328 {
1329         return page->_last_cpupid;
1330 }
1331 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1332 {
1333         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1334 }
1335 #else
1336 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1337 {
1338         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1339 }
1340
1341 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1342
1343 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1344 {
1345         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1346 }
1347 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1348 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1349 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1350 {
1351         return page_to_nid(page); /* XXX */
1352 }
1353
1354 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1355 {
1356         return page_to_nid(page); /* XXX */
1357 }
1358
1359 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1360 {
1361         return -1;
1362 }
1363
1364 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1365 {
1366         return -1;
1367 }
1368
1369 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1370 {
1371         return -1;
1372 }
1373
1374 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1375 {
1376         return -1;
1377 }
1378
1379 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1380 {
1381         return 1;
1382 }
1383
1384 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1385 {
1386 }
1387
1388 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1389 {
1390         return false;
1391 }
1392 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1393
1394 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1395 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1396 {
1397         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1398 }
1399
1400 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1401 {
1402         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1403         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1404 }
1405
1406 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1407 {
1408         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1409 }
1410 #else
1411 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1412 {
1413         return 0xff;
1414 }
1415
1416 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1417 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1418 #endif
1419
1420 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1421 {
1422         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1423 }
1424
1425 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1426 {
1427         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1428 }
1429
1430 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1431 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1432 {
1433         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1434         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1435 }
1436
1437 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1438 {
1439         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1440 }
1441 #endif
1442
1443 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1444 {
1445         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1446         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1447 }
1448
1449 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1450 {
1451         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1452         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1453 }
1454
1455 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1456         unsigned long node, unsigned long pfn)
1457 {
1458         set_page_zone(page, zone);
1459         set_page_node(page, node);
1460 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1461         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1462 #endif
1463 }
1464
1465 #ifdef CONFIG_MEMCG
1466 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1467 {
1468         return page->mem_cgroup;
1469 }
1470 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1471 {
1472         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1473         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1474 }
1475 #else
1476 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1477 {
1478         return NULL;
1479 }
1480 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1481 {
1482         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1483         return NULL;
1484 }
1485 #endif
1486
1487 /*
1488  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1489  */
1490 #include <linux/vmstat.h>
1491
1492 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1493 {
1494         return page_to_virt(page);
1495 }
1496
1497 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1498 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1499 #endif
1500
1501 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1502 static inline void *page_address(const struct page *page)
1503 {
1504         return page->virtual;
1505 }
1506 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1507 {
1508         page->virtual = address;
1509 }
1510 #define page_address_init()  do { } while(0)
1511 #endif
1512
1513 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1514 void *page_address(const struct page *page);
1515 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1516 void page_address_init(void);
1517 #endif
1518
1519 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1520 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1521 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1522 #define page_address_init()  do { } while(0)
1523 #endif
1524
1525 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1526 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1527 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1528
1529 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1530
1531 static inline
1532 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1533 {
1534         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1535                 return __page_file_mapping(page);
1536
1537         return page->mapping;
1538 }
1539
1540 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1541
1542 /*
1543  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1544  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1545  */
1546 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1547 {
1548         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1549                 return __page_file_index(page);
1550         return page->index;
1551 }
1552
1553 bool page_mapped(struct page *page);
1554 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1555 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1556
1557 /*
1558  * Return true only if the page has been allocated with
1559  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1560  * met implying that the system is under some pressure.
1561  */
1562 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1563 {
1564         /*
1565          * Page index cannot be this large so this must be
1566          * a pfmemalloc page.
1567          */
1568         return page->index == -1UL;
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1573  * page.
1574  */
1575 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1576 {
1577         page->index = -1UL;
1578 }
1579
1580 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1581 {
1582         page->index = 0;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1587  */
1588 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1589
1590 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1591
1592 /*
1593  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1594  * various contexts.
1595  */
1596 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1597
1598 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1599
1600 #ifdef CONFIG_MMU
1601 extern bool can_do_mlock(void);
1602 #else
1603 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1604 #endif
1605 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1606 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1607
1608 /*
1609  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1610  */
1611 struct zap_details {
1612         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1613         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1614         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1615 };
1616
1617 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1618                              pte_t pte);
1619 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1620                                 pmd_t pmd);
1621
1622 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1623                   unsigned long size);
1624 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1625                     unsigned long size);
1626 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1627                 unsigned long start, unsigned long end);
1628
1629 struct mmu_notifier_range;
1630
1631 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1632                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1633 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1634                         struct vm_area_struct *vma);
1635 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1636                    struct mmu_notifier_range *range,
1637                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1638 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1639         unsigned long *pfn);
1640 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1641                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1642 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1643                         void *buf, int len, int write);
1644
1645 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1646 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1647 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1648 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1649 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1650 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1651 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1652
1653 #ifdef CONFIG_MMU
1654 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1655                         unsigned long address, unsigned int flags);
1656 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1657                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1658                             bool *unlocked);
1659 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1660                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1661 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1662                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1663 #else
1664 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1665                 unsigned long address, unsigned int flags)
1666 {
1667         /* should never happen if there's no MMU */
1668         BUG();
1669         return VM_FAULT_SIGBUS;
1670 }
1671 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1672                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1673                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1674 {
1675         /* should never happen if there's no MMU */
1676         BUG();
1677         return -EFAULT;
1678 }
1679 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1680                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1681 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1682                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1683 #endif
1684
1685 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1686                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1687 {
1688         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1689 }
1690
1691 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1692                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1693 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1694                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1695 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1696                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1697
1698 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1699                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1700                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1701                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1702 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1703                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1704                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1705                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1706 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1707                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1708                             struct vm_area_struct **vmas);
1709 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1710                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1711                     struct vm_area_struct **vmas);
1712 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1713                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1714 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1715                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1716
1717 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1718                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1719 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1720                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1721
1722 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1723 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1724                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1725
1726 /* Container for pinned pfns / pages */
1727 struct frame_vector {
1728         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1729         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1730         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1731         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1732         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1733                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1734                                  * for access */
1735 };
1736
1737 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1738 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1739 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1740                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1741 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1742 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1743 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1744
1745 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1746 {
1747         return vec->nr_frames;
1748 }
1749
1750 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1751 {
1752         if (vec->is_pfns) {
1753                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1754
1755                 if (err)
1756                         return ERR_PTR(err);
1757         }
1758         return (struct page **)(vec->ptrs);
1759 }
1760
1761 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1762 {
1763         if (!vec->is_pfns)
1764                 frame_vector_to_pfns(vec);
1765         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1766 }
1767
1768 struct kvec;
1769 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1770                         struct page **pages);
1771 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1772 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1773
1774 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1775 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1776                               unsigned int length);
1777
1778 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1779 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1780 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1781 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1782                                 struct page *page);
1783 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1784 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1785                           struct bdi_writeback *wb);
1786 int set_page_dirty(struct page *page);
1787 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1788 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1789 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1790 {
1791         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1792         if (PageDirty(page))
1793                 __cancel_dirty_page(page);
1794 }
1795 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1796
1797 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1798
1799 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1800                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1801                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1802                 bool need_rmap_locks);
1803
1804 /*
1805  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1806  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1807  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1808  * time.
1809  */
1810 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1811 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1812 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1813 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1814 /* Whether this change is for write protecting */
1815 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1816 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1817 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1818                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1819
1820 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1821                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1822                               unsigned long cp_flags);
1823 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1824                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1825                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1826
1827 /*
1828  * doesn't attempt to fault and will return short.
1829  */
1830 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1831                           struct page **pages);
1832 /*
1833  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1834  */
1835 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1836 {
1837         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1838
1839 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1840         /*
1841          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1842          * But it's never be expected number for users.
1843          */
1844         if (val < 0)
1845                 val = 0;
1846 #endif
1847         return (unsigned long)val;
1848 }
1849
1850 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1851
1852 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1853 {
1854         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1855
1856         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1857 }
1858
1859 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1860 {
1861         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1862
1863         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1864 }
1865
1866 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1867 {
1868         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1869
1870         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1871 }
1872
1873 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1874 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1875 {
1876         if (PageSwapBacked(page))
1877                 return MM_SHMEMPAGES;
1878         return MM_FILEPAGES;
1879 }
1880
1881 static inline int mm_counter(struct page *page)
1882 {
1883         if (PageAnon(page))
1884                 return MM_ANONPAGES;
1885         return mm_counter_file(page);
1886 }
1887
1888 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1889 {
1890         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1891                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1892                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1893 }
1894
1895 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1896 {
1897         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1898 }
1899
1900 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1901 {
1902         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1903 }
1904
1905 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1906 {
1907         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1908
1909         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1910                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1911 }
1912
1913 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1914 {
1915         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1916                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1917 }
1918
1919 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1920 {
1921         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1922 }
1923
1924 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1925                                          struct mm_struct *mm)
1926 {
1927         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1928
1929         if (*maxrss < hiwater_rss)
1930                 *maxrss = hiwater_rss;
1931 }
1932
1933 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1934 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1935 #else
1936 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1937 {
1938 }
1939 #endif
1940
1941 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1942 static inline int pte_special(pte_t pte)
1943 {
1944         return 0;
1945 }
1946
1947 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1948 {
1949         return pte;
1950 }
1951 #endif
1952
1953 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1954 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1955 {
1956         return 0;
1957 }
1958 #endif
1959
1960 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1961
1962 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1963                                spinlock_t **ptl);
1964 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1965                                     spinlock_t **ptl)
1966 {
1967         pte_t *ptep;
1968         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1969         return ptep;
1970 }
1971
1972 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1973 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1974                                                 unsigned long address)
1975 {
1976         return 0;
1977 }
1978 #else
1979 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1980 #endif
1981
1982 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1983 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1984                                                 unsigned long address)
1985 {
1986         return 0;
1987 }
1988 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1989 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1990
1991 #else
1992 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1993
1994 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1995 {
1996         if (mm_pud_folded(mm))
1997                 return;
1998         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1999 }
2000
2001 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2002 {
2003         if (mm_pud_folded(mm))
2004                 return;
2005         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2006 }
2007 #endif
2008
2009 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2010 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2011                                                 unsigned long address)
2012 {
2013         return 0;
2014 }
2015
2016 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2017 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2018
2019 #else
2020 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2021
2022 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2023 {
2024         if (mm_pmd_folded(mm))
2025                 return;
2026         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2027 }
2028
2029 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2030 {
2031         if (mm_pmd_folded(mm))
2032                 return;
2033         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2034 }
2035 #endif
2036
2037 #ifdef CONFIG_MMU
2038 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2039 {
2040         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2041 }
2042
2043 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2044 {
2045         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2046 }
2047
2048 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2049 {
2050         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2051 }
2052
2053 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2054 {
2055         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2056 }
2057 #else
2058
2059 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2060 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2061 {
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2066 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2067 #endif
2068
2069 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2070 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2071
2072 #if defined(CONFIG_MMU)
2073
2074 /*
2075  * The following ifdef needed to get the 5level-fixup.h header to work.
2076  * Remove it when 5level-fixup.h has been removed.
2077  */
2078 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
2079 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2080                 unsigned long address)
2081 {
2082         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2083                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2084 }
2085
2086 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2087                 unsigned long address)
2088 {
2089         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2090                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2091 }
2092 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
2093
2094 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2095 {
2096         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2097                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2098 }
2099 #endif /* CONFIG_MMU */
2100
2101 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2102 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2103 void __init ptlock_cache_init(void);
2104 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2105 extern void ptlock_free(struct page *page);
2106
2107 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2108 {
2109         return page->ptl;
2110 }
2111 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2112 static inline void ptlock_cache_init(void)
2113 {
2114 }
2115
2116 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2117 {
2118         return true;
2119 }
2120
2121 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2122 {
2123 }
2124
2125 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2126 {
2127         return &page->ptl;
2128 }
2129 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2130
2131 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2132 {
2133         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2134 }
2135
2136 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2137 {
2138         /*
2139          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2140          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2141          *
2142          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2143          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2144          */
2145         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2146         if (!ptlock_alloc(page))
2147                 return false;
2148         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2149         return true;
2150 }
2151
2152 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2153 /*
2154  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2155  */
2156 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2157 {
2158         return &mm->page_table_lock;
2159 }
2160 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2161 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2162 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2163 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2164
2165 static inline void pgtable_init(void)
2166 {
2167         ptlock_cache_init();
2168         pgtable_cache_init();
2169 }
2170
2171 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2172 {
2173         if (!ptlock_init(page))
2174                 return false;
2175         __SetPageTable(page);
2176         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2177         return true;
2178 }
2179
2180 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2181 {
2182         ptlock_free(page);
2183         __ClearPageTable(page);
2184         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2185 }
2186
2187 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2188 ({                                                      \
2189         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2190         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2191         *(ptlp) = __ptl;                                \
2192         spin_lock(__ptl);                               \
2193         __pte;                                          \
2194 })
2195
2196 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2197         spin_unlock(ptl);                               \
2198         pte_unmap(pte);                                 \
2199 } while (0)
2200
2201 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2202
2203 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2204         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2205
2206 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2207         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2208                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2209
2210 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2211         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2212                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2213
2214 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2215
2216 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2217 {
2218         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2219         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2220 }
2221
2222 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2223 {
2224         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2225 }
2226
2227 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2228 {
2229 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2230         page->pmd_huge_pte = NULL;
2231 #endif
2232         return ptlock_init(page);
2233 }
2234
2235 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2236 {
2237 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2238         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2239 #endif
2240         ptlock_free(page);
2241 }
2242
2243 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2244
2245 #else
2246
2247 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2248 {
2249         return &mm->page_table_lock;
2250 }
2251
2252 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2253 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2254
2255 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2256
2257 #endif
2258
2259 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2260 {
2261         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2262         spin_lock(ptl);
2263         return ptl;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2268  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2269  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2270  * which need to be converted from page_table_lock.
2271  */
2272 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2273 {
2274         return &mm->page_table_lock;
2275 }
2276
2277 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2278 {
2279         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2280
2281         spin_lock(ptl);
2282         return ptl;
2283 }
2284
2285 extern void __init pagecache_init(void);
2286 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2287 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2288                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2289 extern void free_initmem(void);
2290
2291 /*
2292  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2293  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2294  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2295  * Return pages freed into the buddy system.
2296  */
2297 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2298                                         int poison, const char *s);
2299
2300 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2301 /*
2302  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2303  * and totalram_pages.
2304  */
2305 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2306 #endif
2307
2308 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2309 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2310
2311 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2312
2313 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2314 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2315 {
2316         ClearPageReserved(page);
2317         init_page_count(page);
2318         __free_page(page);
2319 }
2320
2321 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2322 {
2323         __free_reserved_page(page);
2324         adjust_managed_page_count(page, 1);
2325 }
2326
2327 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2328 {
2329         SetPageReserved(page);
2330         adjust_managed_page_count(page, -1);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2335  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2336  * range [0, UCHAR_MAX].
2337  * Return pages freed into the buddy system.
2338  */
2339 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2340 {
2341         extern char __init_begin[], __init_end[];
2342
2343         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2344                                   poison, "unused kernel");
2345 }
2346
2347 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2348 {
2349         int nid;
2350         unsigned long phys_pages = 0;
2351
2352         for_each_online_node(nid)
2353                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2354
2355         return phys_pages;
2356 }
2357
2358 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2359 /*
2360  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2361  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2362  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2363  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2364  * free_area_init_node()
2365  *
2366  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2367  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2368  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2369  * usage, an architecture is expected to do something like
2370  *
2371  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2372  *                                                       max_highmem_pfn};
2373  * for_each_valid_physical_page_range()
2374  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2375  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2376  *
2377  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2378  * registered physical page range.  Similarly
2379  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2380  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2381  *
2382  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2383  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2384  */
2385 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2386 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2387 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2388                                                 unsigned long end_pfn);
2389 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2390                                                 unsigned long end_pfn);
2391 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2392                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2393 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2394 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2395                                                 unsigned long max_low_pfn);
2396 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2397
2398 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2399
2400 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2401     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2402 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2403                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2404 {
2405         return 0;
2406 }
2407 #else
2408 /* please see mm/page_alloc.c */
2409 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2410 /* there is a per-arch backend function. */
2411 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2412                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2413 #endif
2414
2415 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2416 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2417                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2418 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2419 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2420 extern void mem_init(void);
2421 extern void __init mmap_init(void);
2422 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2423 extern long si_mem_available(void);
2424 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2425 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2426 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2427 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2428 #endif
2429
2430 extern __printf(3, 4)
2431 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2432
2433 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2434
2435 /* page_alloc.c */
2436 extern int min_free_kbytes;
2437 extern int watermark_boost_factor;
2438 extern int watermark_scale_factor;
2439
2440 /* nommu.c */
2441 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2442 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2443
2444 /* interval_tree.c */
2445 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2446                               struct rb_root_cached *root);
2447 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2448                                     struct vm_area_struct *prev,
2449                                     struct rb_root_cached *root);
2450 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2451                               struct rb_root_cached *root);
2452 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2453                                 unsigned long start, unsigned long last);
2454 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2455                                 unsigned long start, unsigned long last);
2456
2457 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2458         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2459              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2460
2461 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2462                                    struct rb_root_cached *root);
2463 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2464                                    struct rb_root_cached *root);
2465 struct anon_vma_chain *
2466 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2467                                   unsigned long start, unsigned long last);
2468 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2469         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2470 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2471 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2472 #endif
2473
2474 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2475         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2476              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2477
2478 /* mmap.c */
2479 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2480 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2481         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2482         struct vm_area_struct *expand);
2483 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2484         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2485 {
2486         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2487 }
2488 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2489         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2490         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2491         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2492 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2493 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2494         unsigned long addr, int new_below);
2495 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2496         unsigned long addr, int new_below);
2497 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2498 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2499         struct rb_node **, struct rb_node *);
2500 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2501 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2502         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2503         bool *need_rmap_locks);
2504 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2505
2506 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2507                                     unsigned long new,
2508                                     unsigned long start,
2509                                     unsigned long end_data,
2510                                     unsigned long start_data)
2511 {
2512         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2513                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2514                         return -ENOSPC;
2515         }
2516
2517         return 0;
2518 }
2519
2520 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2521 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2522
2523 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2524 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2525 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2526
2527 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2528 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2529
2530 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2531                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2532 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2533                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2534                                    unsigned long flags,
2535                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2536 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2537 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2538                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2539                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2540
2541 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2542
2543 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2544
2545 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2546         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2547         struct list_head *uf);
2548 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2549         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2550         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2551         struct list_head *uf);
2552 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2553                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2554 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2555                      struct list_head *uf);
2556 extern int do_madvise(unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2557
2558 static inline unsigned long
2559 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2560         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2561         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2562         struct list_head *uf)
2563 {
2564         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2565 }
2566
2567 #ifdef CONFIG_MMU
2568 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2569                          int ignore_errors);
2570 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2571 {
2572         /* Ignore errors */
2573         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2574 }
2575 #else
2576 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2577 #endif
2578
2579 /* These take the mm semaphore themselves */
2580 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2581 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2582 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2583 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2584         unsigned long, unsigned long,
2585         unsigned long, unsigned long);
2586
2587 struct vm_unmapped_area_info {
2588 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2589         unsigned long flags;
2590         unsigned long length;
2591         unsigned long low_limit;
2592         unsigned long high_limit;
2593         unsigned long align_mask;
2594         unsigned long align_offset;
2595 };
2596
2597 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2598
2599 /* truncate.c */
2600 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2601 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2602                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2603 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2604
2605 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2606 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2607 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2608                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2609 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2610
2611 /* mm/page-writeback.c */
2612 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2613 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2614
2615 /* readahead.c */
2616 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2617
2618 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2619                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2620
2621 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2622                                struct file_ra_state *ra,
2623                                struct file *filp,
2624                                pgoff_t offset,
2625                                unsigned long size);
2626
2627 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2628                                 struct file_ra_state *ra,
2629                                 struct file *filp,
2630                                 struct page *pg,
2631                                 pgoff_t offset,
2632                                 unsigned long size);
2633
2634 extern unsigned long stack_guard_gap;
2635 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2636 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2637
2638 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2639 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2640                 unsigned long address);
2641 #if VM_GROWSUP
2642 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2643 #else
2644   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2645 #endif
2646
2647 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2648 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2649 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2650                                              struct vm_area_struct **pprev);
2651
2652 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2653    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2654 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2655 {
2656         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2657
2658         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2659                 vma = NULL;
2660         return vma;
2661 }
2662
2663 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2664 {
2665         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2666
2667         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2668                 vm_start -= stack_guard_gap;
2669                 if (vm_start > vma->vm_start)
2670                         vm_start = 0;
2671         }
2672         return vm_start;
2673 }
2674
2675 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2676 {
2677         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2678
2679         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2680                 vm_end += stack_guard_gap;
2681                 if (vm_end < vma->vm_end)
2682                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2683         }
2684         return vm_end;
2685 }
2686
2687 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2688 {
2689         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2690 }
2691
2692 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2693 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2694                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2695 {
2696         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2697
2698         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2699                 vma = NULL;
2700
2701         return vma;
2702 }
2703
2704 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2705                                 unsigned long start, unsigned long end)
2706 {
2707         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2708 }
2709
2710 #ifdef CONFIG_MMU
2711 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2712 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2713 #else
2714 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2715 {
2716         return __pgprot(0);
2717 }
2718 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2719 {
2720         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2721 }
2722 #endif
2723
2724 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2725 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2726                         unsigned long start, unsigned long end);
2727 #endif
2728
2729 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2730 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2731                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2732 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2733 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2734                         struct page **pages, unsigned long *num);
2735 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2736                                 unsigned long num);
2737 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2738                                 unsigned long num);
2739 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2740                         unsigned long pfn);
2741 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2742                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2743 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2744                         pfn_t pfn);
2745 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2746                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2747 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2748                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2749 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2750
2751 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2752                                 unsigned long addr, struct page *page)
2753 {
2754         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2755
2756         if (err == -ENOMEM)
2757                 return VM_FAULT_OOM;
2758         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2759                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2760
2761         return VM_FAULT_NOPAGE;
2762 }
2763
2764 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2765 {
2766         if (err == -ENOMEM)
2767                 return VM_FAULT_OOM;
2768         return VM_FAULT_SIGBUS;
2769 }
2770
2771 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2772                          unsigned int foll_flags);
2773
2774 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2775 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2776 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2777 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2778 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2779 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2780                                  * and return without waiting upon it */
2781 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2782 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2783 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2784 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2785 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2786 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2787 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2788 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2789 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2790 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2791 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2792 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2793 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2794
2795 /*
2796  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2797  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2798  *
2799  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2800  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2801  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2802  *
2803  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2804  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2805  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2806  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2807  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2808  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2809  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2810  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2811  *
2812  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2813  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2814  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2815  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2816  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2817  *
2818  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2819  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2820  * FOLL_LONGTERM is specified.
2821  *
2822  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2823  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2824  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2825  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2826  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2827  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2828  * a call to unpin_user_page().
2829  *
2830  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2831  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2832  * its own acquire and release mechanisms:
2833  *
2834  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2835  *
2836  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2837  *
2838  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2839  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2840  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2841  * callers, not on the pages.)
2842  *
2843  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2844  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2845  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2846  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2847  *
2848  * Please see Documentation/vm/pin_user_pages.rst for more information.
2849  */
2850
2851 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2852 {
2853         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2854                 return -ENOMEM;
2855         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2856                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2857         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2858                 return -EFAULT;
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2863 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2864                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2865 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2866                                    unsigned long address, unsigned long size,
2867                                    pte_fn_t fn, void *data);
2868
2869 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2870 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2871 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2872 #else
2873 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2874 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2875                                         int enable) { }
2876 #endif
2877
2878 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2879 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2880 #else
2881 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2882 #endif
2883 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2884 {
2885         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2886             !page_poisoning_enabled())
2887                 return true;
2888         return flags & __GFP_ZERO;
2889 }
2890
2891 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2892 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2893 #else
2894 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2895 #endif
2896 static inline bool want_init_on_free(void)
2897 {
2898         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2899                !page_poisoning_enabled();
2900 }
2901
2902 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2903 extern void init_debug_pagealloc(void);
2904 #else
2905 static inline void init_debug_pagealloc(void) {}
2906 #endif
2907 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2908 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2909
2910 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2911 {
2912         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2913                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2918  * false negative result is not harmful when called too early.
2919  */
2920 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2921 {
2922         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2923                 return false;
2924
2925         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2926 }
2927
2928 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2929 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2930
2931 /*
2932  * When called in DEBUG_PAGEALLOC context, the call should most likely be
2933  * guarded by debug_pagealloc_enabled() or debug_pagealloc_enabled_static()
2934  */
2935 static inline void
2936 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2937 {
2938         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2939 }
2940 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2941 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2942 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2943 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2944 static inline void
2945 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2946 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2947 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2948 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2949 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2950
2951 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2952 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2953 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2954 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2955 #else
2956 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2957 {
2958         return NULL;
2959 }
2960 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2961 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2962 {
2963         return 0;
2964 }
2965 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2966
2967 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2968
2969 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2970 extern int sysctl_drop_caches;
2971 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2972                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2973 #endif
2974
2975 void drop_slab(void);
2976 void drop_slab_node(int nid);
2977
2978 #ifndef CONFIG_MMU
2979 #define randomize_va_space 0
2980 #else
2981 extern int randomize_va_space;
2982 #endif
2983
2984 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2985 #ifdef CONFIG_MMU
2986 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2987 #else
2988 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
2989 {
2990 }
2991 #endif
2992
2993 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2994 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
2995                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
2996 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2997 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2998 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2999 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3000 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
3001 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3002 struct vmem_altmap;
3003 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
3004 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
3005 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3006 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3007                                int node);
3008 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3009                 struct vmem_altmap *altmap);
3010 void vmemmap_populate_print_last(void);
3011 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3012 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3013                 struct vmem_altmap *altmap);
3014 #endif
3015 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3016                                   unsigned long nr_pages);
3017
3018 enum mf_flags {
3019         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3020         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3021         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3022         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3023 };
3024 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3025 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3026 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3027 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
3028 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
3029 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3030 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3031 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3032 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3033 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3034
3035
3036 /*
3037  * Error handlers for various types of pages.
3038  */
3039 enum mf_result {
3040         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3041         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3042         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3043         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3044 };
3045
3046 enum mf_action_page_type {
3047         MF_MSG_KERNEL,
3048         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3049         MF_MSG_SLAB,
3050         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3051         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3052         MF_MSG_HUGE,
3053         MF_MSG_FREE_HUGE,
3054         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3055         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3056         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3057         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3058         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3059         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3060         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3061         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3062         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3063         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3064         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3065         MF_MSG_BUDDY,
3066         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3067         MF_MSG_DAX,
3068         MF_MSG_UNKNOWN,
3069 };
3070
3071 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3072 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3073                             unsigned long addr_hint,
3074                             unsigned int pages_per_huge_page);
3075 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3076                                 unsigned long addr_hint,
3077                                 struct vm_area_struct *vma,
3078                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3079 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3080                                 const void __user *usr_src,
3081                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3082                                 bool allow_pagefault);
3083
3084 /**
3085  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3086  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3087  *
3088  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3089  * the definition in vm_normal_page().
3090  *
3091  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3092  * false otherwise.
3093  */
3094 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3095 {
3096         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3097                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3098 }
3099
3100 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3101
3102 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3103 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3104 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3105
3106 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3107 {
3108         return _debug_guardpage_minorder;
3109 }
3110
3111 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3112 {
3113         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3114 }
3115
3116 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3117 {
3118         if (!debug_guardpage_enabled())
3119                 return false;
3120
3121         return PageGuard(page);
3122 }
3123 #else
3124 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3125 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3126 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3127 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3128
3129 #if MAX_NUMNODES > 1
3130 void __init setup_nr_node_ids(void);
3131 #else
3132 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3133 #endif
3134
3135 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3136
3137 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3138 {
3139         return !memcmp_pages(page1, page2);
3140 }
3141
3142 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3143 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3144                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3145                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3146                                                 unsigned long *bitmap,
3147                                                 pgoff_t *start,
3148                                                 pgoff_t *end);
3149
3150 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3151                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3152 #endif
3153
3154 #endif /* __KERNEL__ */
3155 #endif /* _LINUX_MM_H */