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