Merge tag 'soc-fsl-fix-v5.1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/leo...
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30
31 struct mempolicy;
32 struct anon_vma;
33 struct anon_vma_chain;
34 struct file_ra_state;
35 struct user_struct;
36 struct writeback_control;
37 struct bdi_writeback;
38
39 void init_mm_internals(void);
40
41 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
42 extern unsigned long max_mapnr;
43
44 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
45 {
46         max_mapnr = limit;
47 }
48 #else
49 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
50 #endif
51
52 extern atomic_long_t _totalram_pages;
53 static inline unsigned long totalram_pages(void)
54 {
55         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
56 }
57
58 static inline void totalram_pages_inc(void)
59 {
60         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
61 }
62
63 static inline void totalram_pages_dec(void)
64 {
65         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
66 }
67
68 static inline void totalram_pages_add(long count)
69 {
70         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
71 }
72
73 static inline void totalram_pages_set(long val)
74 {
75         atomic_long_set(&_totalram_pages, val);
76 }
77
78 extern void * high_memory;
79 extern int page_cluster;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/pgtable.h>
100 #include <asm/processor.h>
101
102 #ifndef __pa_symbol
103 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
104 #endif
105
106 #ifndef page_to_virt
107 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
108 #endif
109
110 #ifndef lm_alias
111 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
112 #endif
113
114 /*
115  * To prevent common memory management code establishing
116  * a zero page mapping on a read fault.
117  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
118  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
119  * related to the physical page in case of virtualization.
120  */
121 #ifndef mm_forbids_zeropage
122 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
123 #endif
124
125 /*
126  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
127  * If an architecture decides to implement their own version of
128  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
129  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
130  */
131 #if BITS_PER_LONG == 64
132 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
133  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
134  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
135  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
136  * this can result in several of the writes here being dropped.
137  */
138 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
139 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
140 {
141         unsigned long *_pp = (void *)page;
142
143          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
144         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
145         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
146         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
147
148         switch (sizeof(struct page)) {
149         case 80:
150                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
151         case 72:
152                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
153         case 64:
154                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
155         case 56:
156                 _pp[6] = 0;
157                 _pp[5] = 0;
158                 _pp[4] = 0;
159                 _pp[3] = 0;
160                 _pp[2] = 0;
161                 _pp[1] = 0;
162                 _pp[0] = 0;
163         }
164 }
165 #else
166 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
167 #endif
168
169 /*
170  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
171  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
172  * problem.
173  *
174  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
175  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
176  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
177  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
178  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
179  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
180  *
181  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
182  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
183  * that.
184  */
185 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
186 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
187
188 extern int sysctl_max_map_count;
189
190 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
191 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
192
193 extern int sysctl_overcommit_memory;
194 extern int sysctl_overcommit_ratio;
195 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
196
197 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
198                                     size_t *, loff_t *);
199 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
200                                     size_t *, loff_t *);
201
202 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
203
204 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
205 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
206
207 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
208 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
209
210 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
211
212 /*
213  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
214  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
215  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
216  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
217  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
218  * mmap() functions).
219  */
220
221 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
222 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
223 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
224
225 #ifndef CONFIG_MMU
226 extern struct rb_root nommu_region_tree;
227 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
228
229 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
230 #endif
231
232 /*
233  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
234  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
235  */
236 #define VM_NONE         0x00000000
237
238 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
239 #define VM_WRITE        0x00000002
240 #define VM_EXEC         0x00000004
241 #define VM_SHARED       0x00000008
242
243 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
244 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
245 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
246 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
247 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
248
249 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
250 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
251 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
252 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
253 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
254
255 #define VM_LOCKED       0x00002000
256 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
257
258                                         /* Used by sys_madvise() */
259 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
260 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
261
262 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
263 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
264 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
265 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
266 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
267 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
268 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
269 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
270 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
271 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
272
273 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
274 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
275 #else
276 # define VM_SOFTDIRTY   0
277 #endif
278
279 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
280 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
281 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
282 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
283
284 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
285 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
286 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
287 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
288 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
289 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
290 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
291 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
292 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
293 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
294 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
295 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
296
297 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
298 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
299 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
300 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
301 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
302 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
303 #ifdef CONFIG_PPC
304 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
305 #else
306 # define VM_PKEY_BIT4  0
307 #endif
308 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
309
310 #if defined(CONFIG_X86)
311 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
312 #elif defined(CONFIG_PPC)
313 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
314 #elif defined(CONFIG_PARISC)
315 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
316 #elif defined(CONFIG_IA64)
317 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
318 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
319 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
320 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
321 #elif !defined(CONFIG_MMU)
322 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
323 #endif
324
325 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
326 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
327 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
328 #else
329 # define VM_MPX         VM_NONE
330 #endif
331
332 #ifndef VM_GROWSUP
333 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
334 #endif
335
336 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
337 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
338
339 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
340 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
341 #endif
342
343 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
344 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
345 #else
346 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
347 #endif
348
349 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
350
351 /*
352  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
353  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
354  */
355 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
356
357 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
358 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
359
360 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
361 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
362
363 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
364 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
365 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
366 #endif
367 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
368
369 /*
370  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
371  * low four bits) to a page protection mask..
372  */
373 extern pgprot_t protection_map[16];
374
375 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
376 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
377 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
378 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
379 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
380 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
381 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
382 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
383 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
384
385 #define FAULT_FLAG_TRACE \
386         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
387         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
388         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
389         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
390         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
391         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
392         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
393         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
394         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
395
396 /*
397  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
398  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
399  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
400  *
401  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
402  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
403  *
404  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
405  */
406 struct vm_fault {
407         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
408         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
409         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
410         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
411         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
412         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
413                                          * the 'address' */
414         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
415                                          * the 'address'
416                                          */
417         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
418
419         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
420         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
421         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
422                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
423                                          * is set (which is also implied by
424                                          * VM_FAULT_ERROR).
425                                          */
426         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
427         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
428                                          * the 'address'. NULL if the page
429                                          * table hasn't been allocated.
430                                          */
431         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
432                                          * Protects pte page table if 'pte'
433                                          * is not NULL, otherwise pmd.
434                                          */
435         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
436                                          * vm_ops->map_pages() calls
437                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
438                                          * do_fault_around() pre-allocates
439                                          * page table to avoid allocation from
440                                          * atomic context.
441                                          */
442 };
443
444 /* page entry size for vm->huge_fault() */
445 enum page_entry_size {
446         PE_SIZE_PTE = 0,
447         PE_SIZE_PMD,
448         PE_SIZE_PUD,
449 };
450
451 /*
452  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
453  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
454  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
455  */
456 struct vm_operations_struct {
457         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
458         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
459         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
460         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
461         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
462         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
463                         enum page_entry_size pe_size);
464         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
465                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
466         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
467
468         /* notification that a previously read-only page is about to become
469          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
470         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
471
472         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
473         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
474
475         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
476          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
477          */
478         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
479                       void *buf, int len, int write);
480
481         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
482          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
483          * vma to be dumped unconditionally. */
484         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
485
486 #ifdef CONFIG_NUMA
487         /*
488          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
489          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
490          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
491          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
492          * mempolicy.
493          */
494         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
495
496         /*
497          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
498          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
499          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
500          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
501          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
502          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
503          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
504          * policy.
505          */
506         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
507                                         unsigned long addr);
508 #endif
509         /*
510          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
511          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
512          * (using pte_page()) would not find the correct page.
513          */
514         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
515                                           unsigned long addr);
516 };
517
518 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
519 {
520         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
521
522         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
523         vma->vm_mm = mm;
524         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
525         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
526 }
527
528 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
529 {
530         vma->vm_ops = NULL;
531 }
532
533 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
534 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
535
536 struct mmu_gather;
537 struct inode;
538
539 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
540 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
541 {
542         return 0;
543 }
544 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
545 {
546         return 0;
547 }
548 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
549 {
550         return 0;
551 }
552 #endif
553
554 /*
555  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
556  * files which need it (119 of them)
557  */
558 #include <linux/page-flags.h>
559 #include <linux/huge_mm.h>
560
561 /*
562  * Methods to modify the page usage count.
563  *
564  * What counts for a page usage:
565  * - cache mapping   (page->mapping)
566  * - private data    (page->private)
567  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
568  *   is counted separately
569  *
570  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
571  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
572  */
573
574 /*
575  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
576  */
577 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
578 {
579         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
580         return page_ref_dec_and_test(page);
581 }
582
583 /*
584  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
585  * that is the case.
586  * This can be called when MMU is off so it must not access
587  * any of the virtual mappings.
588  */
589 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
590 {
591         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
592 }
593
594 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
595
596 enum {
597         REGION_INTERSECTS,
598         REGION_DISJOINT,
599         REGION_MIXED,
600 };
601
602 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
603                       unsigned long desc);
604
605 /* Support for virtually mapped pages */
606 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
607 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
608
609 /*
610  * Determine if an address is within the vmalloc range
611  *
612  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
613  * is no special casing required.
614  */
615 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
616 {
617 #ifdef CONFIG_MMU
618         unsigned long addr = (unsigned long)x;
619
620         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
621 #else
622         return false;
623 #endif
624 }
625 #ifdef CONFIG_MMU
626 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
627 #else
628 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
629 {
630         return 0;
631 }
632 #endif
633
634 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
635 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
636 {
637         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
638 }
639 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
640 {
641         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
642 }
643 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
644 {
645         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
646 }
647
648 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
649 {
650         size_t bytes;
651
652         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
653                 return NULL;
654
655         return kvmalloc(bytes, flags);
656 }
657
658 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
659 {
660         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
661 }
662
663 extern void kvfree(const void *addr);
664
665 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
666 {
667         return &page[1].compound_mapcount;
668 }
669
670 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
671 {
672         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
673         page = compound_head(page);
674         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
675 }
676
677 /*
678  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
679  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
680  * and atomic_add_negative(-1).
681  */
682 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
683 {
684         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
685 }
686
687 int __page_mapcount(struct page *page);
688
689 static inline int page_mapcount(struct page *page)
690 {
691         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
692
693         if (unlikely(PageCompound(page)))
694                 return __page_mapcount(page);
695         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
696 }
697
698 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
699 int total_mapcount(struct page *page);
700 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
701 #else
702 static inline int total_mapcount(struct page *page)
703 {
704         return page_mapcount(page);
705 }
706 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
707                                            int *total_mapcount)
708 {
709         int mapcount = page_mapcount(page);
710         if (total_mapcount)
711                 *total_mapcount = mapcount;
712         return mapcount;
713 }
714 #endif
715
716 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
717 {
718         struct page *page = virt_to_page(x);
719
720         return compound_head(page);
721 }
722
723 void __put_page(struct page *page);
724
725 void put_pages_list(struct list_head *pages);
726
727 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
728
729 /*
730  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
731  * prototype for that function and accessor functions.
732  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
733  */
734 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
735
736 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
737 enum compound_dtor_id {
738         NULL_COMPOUND_DTOR,
739         COMPOUND_PAGE_DTOR,
740 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
741         HUGETLB_PAGE_DTOR,
742 #endif
743 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
744         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
745 #endif
746         NR_COMPOUND_DTORS,
747 };
748 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
749
750 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
751                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
752 {
753         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
754         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
755 }
756
757 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
758 {
759         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
760         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
761 }
762
763 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
764 {
765         if (!PageHead(page))
766                 return 0;
767         return page[1].compound_order;
768 }
769
770 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
771 {
772         page[1].compound_order = order;
773 }
774
775 void free_compound_page(struct page *page);
776
777 #ifdef CONFIG_MMU
778 /*
779  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
780  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
781  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
782  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
783  */
784 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
785 {
786         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
787                 pte = pte_mkwrite(pte);
788         return pte;
789 }
790
791 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
792                 struct page *page);
793 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
794 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
795 #endif
796
797 /*
798  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
799  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
800  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
801  * only one copy in memory, at most, normally.
802  *
803  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
804  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
805  *   freelist management in the buddy allocator.
806  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
807  *
808  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
809  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
810  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
811  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
812  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
813  *
814  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
815  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
816  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
817  * and page->virtual store page management information, but all other fields
818  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
819  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
820  * subsequently been given references to it.
821  *
822  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
823  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
824  * The following discussion applies only to them.
825  *
826  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
827  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
828  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
829  * into the filesystem to release these pages.
830  *
831  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
832  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
833  * in units of PAGE_SIZE.
834  *
835  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
836  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
837  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
838  *
839  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
840  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
841  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
842  *
843  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
844  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
845  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
846  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
847  *
848  * All pagecache pages may be subject to I/O:
849  * - inode pages may need to be read from disk,
850  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
851  *   to be written back to the inode on disk,
852  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
853  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
854  *   back into memory.
855  */
856
857 /*
858  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
859  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
860  */
861
862 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
863 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
864 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
865 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
866 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
867 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
868
869 /*
870  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
871  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
872  * the compiler will optimise away reference to them.
873  */
874 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
875 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
876 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
877 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
878 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
879
880 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
881 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
882 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
883 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
884                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
885 #else
886 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
887 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
888                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
889 #endif
890
891 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
892
893 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
894 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
895 #endif
896
897 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
898 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
899 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
900 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
901 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
902 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
903
904 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
905 {
906         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
907 }
908
909 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
910 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
911 {
912         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
913 }
914 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
915                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
916 #else
917 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
918 {
919         return false;
920 }
921 #endif
922
923 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
924 void dev_pagemap_get_ops(void);
925 void dev_pagemap_put_ops(void);
926 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
927 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
928 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
929 {
930         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
931                 return false;
932         if (!is_zone_device_page(page))
933                 return false;
934         switch (page->pgmap->type) {
935         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
936         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
937         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
938                 __put_devmap_managed_page(page);
939                 return true;
940         default:
941                 break;
942         }
943         return false;
944 }
945
946 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
947 {
948         return is_zone_device_page(page) &&
949                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
950 }
951
952 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
953 {
954         return is_zone_device_page(page) &&
955                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
959 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
960 {
961         return is_zone_device_page(page) &&
962                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
963 }
964 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
965 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
966 {
967         return false;
968 }
969 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
970
971 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
972 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
973 {
974 }
975
976 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
977 {
978 }
979
980 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
981 {
982         return false;
983 }
984
985 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
986 {
987         return false;
988 }
989
990 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
991 {
992         return false;
993 }
994
995 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
996 {
997         return false;
998 }
999 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1000
1001 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1002 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1003         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1004
1005 static inline void get_page(struct page *page)
1006 {
1007         page = compound_head(page);
1008         /*
1009          * Getting a normal page or the head of a compound page
1010          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1011          */
1012         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1013         page_ref_inc(page);
1014 }
1015
1016 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1017 {
1018         page = compound_head(page);
1019         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1020                 return false;
1021         page_ref_inc(page);
1022         return true;
1023 }
1024
1025 static inline void put_page(struct page *page)
1026 {
1027         page = compound_head(page);
1028
1029         /*
1030          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1031          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1032          * need to inform the device driver through callback. See
1033          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1034          */
1035         if (put_devmap_managed_page(page))
1036                 return;
1037
1038         if (put_page_testzero(page))
1039                 __put_page(page);
1040 }
1041
1042 /**
1043  * put_user_page() - release a gup-pinned page
1044  * @page:            pointer to page to be released
1045  *
1046  * Pages that were pinned via get_user_pages*() must be released via
1047  * either put_user_page(), or one of the put_user_pages*() routines
1048  * below. This is so that eventually, pages that are pinned via
1049  * get_user_pages*() can be separately tracked and uniquely handled. In
1050  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special
1051  * handling.
1052  *
1053  * put_user_page() and put_page() are not interchangeable, despite this early
1054  * implementation that makes them look the same. put_user_page() calls must
1055  * be perfectly matched up with get_user_page() calls.
1056  */
1057 static inline void put_user_page(struct page *page)
1058 {
1059         put_page(page);
1060 }
1061
1062 void put_user_pages_dirty(struct page **pages, unsigned long npages);
1063 void put_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages);
1064 void put_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1065
1066 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1067 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1068 #endif
1069
1070 /*
1071  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1072  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1073  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1074  * node id available in page flags.
1075  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1076  * pages in a zone.
1077  */
1078 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1079 {
1080         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1081 }
1082
1083 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1084 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1085 #else
1086 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1087 {
1088         struct page *p = (struct page *)page;
1089
1090         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1091 }
1092 #endif
1093
1094 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1095 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1096 {
1097         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1098 }
1099
1100 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1101 {
1102         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1103 }
1104
1105 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1106 {
1107         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1108 }
1109
1110 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1111 {
1112         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1113 }
1114
1115 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1116 {
1117         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1118 }
1119
1120 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1121 {
1122         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1123 }
1124
1125 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1126 {
1127         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1128 }
1129
1130 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1131 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1132 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1133 {
1134         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1135 }
1136
1137 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1138 {
1139         return page->_last_cpupid;
1140 }
1141 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1142 {
1143         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1144 }
1145 #else
1146 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1147 {
1148         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1149 }
1150
1151 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1152
1153 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1154 {
1155         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1156 }
1157 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1158 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1159 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1160 {
1161         return page_to_nid(page); /* XXX */
1162 }
1163
1164 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1165 {
1166         return page_to_nid(page); /* XXX */
1167 }
1168
1169 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1170 {
1171         return -1;
1172 }
1173
1174 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1175 {
1176         return -1;
1177 }
1178
1179 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1180 {
1181         return -1;
1182 }
1183
1184 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1185 {
1186         return -1;
1187 }
1188
1189 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1190 {
1191         return 1;
1192 }
1193
1194 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1195 {
1196 }
1197
1198 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1199 {
1200         return false;
1201 }
1202 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1203
1204 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1205 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1206 {
1207         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1208 }
1209
1210 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1211 {
1212         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1213         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1214 }
1215
1216 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1217 {
1218         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1219 }
1220 #else
1221 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1222 {
1223         return 0xff;
1224 }
1225
1226 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1227 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1228 #endif
1229
1230 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1231 {
1232         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1233 }
1234
1235 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1236 {
1237         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1238 }
1239
1240 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1241 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1242 {
1243         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1244         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1245 }
1246
1247 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1248 {
1249         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1250 }
1251 #endif
1252
1253 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1254 {
1255         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1256         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1257 }
1258
1259 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1260 {
1261         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1262         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1263 }
1264
1265 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1266         unsigned long node, unsigned long pfn)
1267 {
1268         set_page_zone(page, zone);
1269         set_page_node(page, node);
1270 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1271         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1272 #endif
1273 }
1274
1275 #ifdef CONFIG_MEMCG
1276 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1277 {
1278         return page->mem_cgroup;
1279 }
1280 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1281 {
1282         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1283         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1284 }
1285 #else
1286 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1287 {
1288         return NULL;
1289 }
1290 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1291 {
1292         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1293         return NULL;
1294 }
1295 #endif
1296
1297 /*
1298  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1299  */
1300 #include <linux/vmstat.h>
1301
1302 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1303 {
1304         return page_to_virt(page);
1305 }
1306
1307 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1308 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1309 #endif
1310
1311 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1312 static inline void *page_address(const struct page *page)
1313 {
1314         return page->virtual;
1315 }
1316 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1317 {
1318         page->virtual = address;
1319 }
1320 #define page_address_init()  do { } while(0)
1321 #endif
1322
1323 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1324 void *page_address(const struct page *page);
1325 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1326 void page_address_init(void);
1327 #endif
1328
1329 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1330 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1331 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1332 #define page_address_init()  do { } while(0)
1333 #endif
1334
1335 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1336 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1337 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1338
1339 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1340
1341 static inline
1342 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1343 {
1344         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1345                 return __page_file_mapping(page);
1346
1347         return page->mapping;
1348 }
1349
1350 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1351
1352 /*
1353  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1354  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1355  */
1356 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1357 {
1358         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1359                 return __page_file_index(page);
1360         return page->index;
1361 }
1362
1363 bool page_mapped(struct page *page);
1364 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1365 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1366
1367 /*
1368  * Return true only if the page has been allocated with
1369  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1370  * met implying that the system is under some pressure.
1371  */
1372 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1373 {
1374         /*
1375          * Page index cannot be this large so this must be
1376          * a pfmemalloc page.
1377          */
1378         return page->index == -1UL;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1383  * page.
1384  */
1385 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1386 {
1387         page->index = -1UL;
1388 }
1389
1390 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1391 {
1392         page->index = 0;
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1397  */
1398 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1399
1400 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1401
1402 /*
1403  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1404  * various contexts.
1405  */
1406 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1407
1408 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1409
1410 extern bool can_do_mlock(void);
1411 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1412 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1413
1414 /*
1415  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1416  */
1417 struct zap_details {
1418         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1419         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1420         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1421 };
1422
1423 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1424                              pte_t pte, bool with_public_device);
1425 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1426
1427 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1428                                 pmd_t pmd);
1429
1430 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1431                   unsigned long size);
1432 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1433                     unsigned long size);
1434 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1435                 unsigned long start, unsigned long end);
1436
1437 /**
1438  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1439  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1440  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1441  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1442  *             regular PUDs.
1443  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1444  *             this handler is required to be able to handle
1445  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1446  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1447  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1448  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1449  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1450  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1451  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1452  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1453  *             and a negative one means "abort current page table walk
1454  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1455  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1456  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1457  * @private:   private data for callbacks' usage
1458  *
1459  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1460  */
1461 struct mm_walk {
1462         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1463                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1464         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1465                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1466         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1467                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1468         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1469                         struct mm_walk *walk);
1470         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1471                              unsigned long addr, unsigned long next,
1472                              struct mm_walk *walk);
1473         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1474                         struct mm_walk *walk);
1475         struct mm_struct *mm;
1476         struct vm_area_struct *vma;
1477         void *private;
1478 };
1479
1480 struct mmu_notifier_range;
1481
1482 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1483                 struct mm_walk *walk);
1484 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1485 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1486                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1487 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1488                         struct vm_area_struct *vma);
1489 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1490                    struct mmu_notifier_range *range,
1491                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1492 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1493         unsigned long *pfn);
1494 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1495                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1496 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1497                         void *buf, int len, int write);
1498
1499 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1500 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1501 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1502 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1503 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1504 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1505 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1506
1507 #ifdef CONFIG_MMU
1508 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1509                         unsigned long address, unsigned int flags);
1510 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1511                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1512                             bool *unlocked);
1513 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1514                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1515 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1516                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1517 #else
1518 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1519                 unsigned long address, unsigned int flags)
1520 {
1521         /* should never happen if there's no MMU */
1522         BUG();
1523         return VM_FAULT_SIGBUS;
1524 }
1525 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1526                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1527                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1528 {
1529         /* should never happen if there's no MMU */
1530         BUG();
1531         return -EFAULT;
1532 }
1533 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1534                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1535 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1536                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1537 #endif
1538
1539 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1540                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1541 {
1542         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1543 }
1544
1545 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1546                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1547 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1548                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1549 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1550                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1551
1552 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1553                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1554                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1555                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1556 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1557                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1558                             struct vm_area_struct **vmas);
1559 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1560                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1561 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1562                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1563
1564 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1565                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1566
1567 /* Container for pinned pfns / pages */
1568 struct frame_vector {
1569         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1570         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1571         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1572         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1573         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1574                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1575                                  * for access */
1576 };
1577
1578 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1579 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1580 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1581                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1582 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1583 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1584 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1585
1586 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1587 {
1588         return vec->nr_frames;
1589 }
1590
1591 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1592 {
1593         if (vec->is_pfns) {
1594                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1595
1596                 if (err)
1597                         return ERR_PTR(err);
1598         }
1599         return (struct page **)(vec->ptrs);
1600 }
1601
1602 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1603 {
1604         if (!vec->is_pfns)
1605                 frame_vector_to_pfns(vec);
1606         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1607 }
1608
1609 struct kvec;
1610 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1611                         struct page **pages);
1612 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1613 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1614
1615 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1616 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1617                               unsigned int length);
1618
1619 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1620 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1621 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1622 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1623                                 struct page *page);
1624 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1625 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1626                           struct bdi_writeback *wb);
1627 int set_page_dirty(struct page *page);
1628 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1629 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1630 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1631 {
1632         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1633         if (PageDirty(page))
1634                 __cancel_dirty_page(page);
1635 }
1636 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1637
1638 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1639
1640 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1641 {
1642         return !vma->vm_ops;
1643 }
1644
1645 #ifdef CONFIG_SHMEM
1646 /*
1647  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1648  * paths in userfault.
1649  */
1650 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1651 #else
1652 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1653 #endif
1654
1655 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1656
1657 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1658                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1659                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1660                 bool need_rmap_locks);
1661 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1662                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1663                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1664 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1665                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1666                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1667
1668 /*
1669  * doesn't attempt to fault and will return short.
1670  */
1671 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1672                           struct page **pages);
1673 /*
1674  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1675  */
1676 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1677 {
1678         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1679
1680 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1681         /*
1682          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1683          * But it's never be expected number for users.
1684          */
1685         if (val < 0)
1686                 val = 0;
1687 #endif
1688         return (unsigned long)val;
1689 }
1690
1691 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1692 {
1693         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1694 }
1695
1696 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1697 {
1698         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1699 }
1700
1701 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1702 {
1703         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1704 }
1705
1706 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1707 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1708 {
1709         if (PageSwapBacked(page))
1710                 return MM_SHMEMPAGES;
1711         return MM_FILEPAGES;
1712 }
1713
1714 static inline int mm_counter(struct page *page)
1715 {
1716         if (PageAnon(page))
1717                 return MM_ANONPAGES;
1718         return mm_counter_file(page);
1719 }
1720
1721 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1722 {
1723         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1724                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1725                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1726 }
1727
1728 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1729 {
1730         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1731 }
1732
1733 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1734 {
1735         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1736 }
1737
1738 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1739 {
1740         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1741
1742         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1743                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1744 }
1745
1746 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1747 {
1748         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1749                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1750 }
1751
1752 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1753 {
1754         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1755 }
1756
1757 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1758                                          struct mm_struct *mm)
1759 {
1760         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1761
1762         if (*maxrss < hiwater_rss)
1763                 *maxrss = hiwater_rss;
1764 }
1765
1766 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1767 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1768 #else
1769 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1770 {
1771 }
1772 #endif
1773
1774 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1775 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1776 {
1777         return 0;
1778 }
1779 #endif
1780
1781 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1782
1783 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1784                                spinlock_t **ptl);
1785 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1786                                     spinlock_t **ptl)
1787 {
1788         pte_t *ptep;
1789         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1790         return ptep;
1791 }
1792
1793 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1794 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1795                                                 unsigned long address)
1796 {
1797         return 0;
1798 }
1799 #else
1800 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1801 #endif
1802
1803 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1804 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1805                                                 unsigned long address)
1806 {
1807         return 0;
1808 }
1809 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1810 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1811
1812 #else
1813 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1814
1815 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1816 {
1817         if (mm_pud_folded(mm))
1818                 return;
1819         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1820 }
1821
1822 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1823 {
1824         if (mm_pud_folded(mm))
1825                 return;
1826         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1827 }
1828 #endif
1829
1830 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1831 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1832                                                 unsigned long address)
1833 {
1834         return 0;
1835 }
1836
1837 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1838 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1839
1840 #else
1841 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1842
1843 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1844 {
1845         if (mm_pmd_folded(mm))
1846                 return;
1847         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1848 }
1849
1850 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1851 {
1852         if (mm_pmd_folded(mm))
1853                 return;
1854         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1855 }
1856 #endif
1857
1858 #ifdef CONFIG_MMU
1859 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1860 {
1861         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1862 }
1863
1864 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1865 {
1866         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1867 }
1868
1869 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1870 {
1871         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1872 }
1873
1874 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1875 {
1876         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1877 }
1878 #else
1879
1880 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1881 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1882 {
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1887 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1888 #endif
1889
1890 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1891 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1892
1893 /*
1894  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1895  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1896  */
1897 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1898
1899 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1900 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1901                 unsigned long address)
1902 {
1903         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1904                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1905 }
1906
1907 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1908                 unsigned long address)
1909 {
1910         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1911                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1912 }
1913 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1914
1915 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1916 {
1917         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1918                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1919 }
1920 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1921
1922 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1923 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1924 void __init ptlock_cache_init(void);
1925 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1926 extern void ptlock_free(struct page *page);
1927
1928 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1929 {
1930         return page->ptl;
1931 }
1932 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1933 static inline void ptlock_cache_init(void)
1934 {
1935 }
1936
1937 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1938 {
1939         return true;
1940 }
1941
1942 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1943 {
1944 }
1945
1946 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1947 {
1948         return &page->ptl;
1949 }
1950 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1951
1952 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1953 {
1954         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1955 }
1956
1957 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1958 {
1959         /*
1960          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1961          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1962          *
1963          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1964          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1965          */
1966         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1967         if (!ptlock_alloc(page))
1968                 return false;
1969         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1970         return true;
1971 }
1972
1973 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1974 /*
1975  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1976  */
1977 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1978 {
1979         return &mm->page_table_lock;
1980 }
1981 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1982 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1983 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1984 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1985
1986 static inline void pgtable_init(void)
1987 {
1988         ptlock_cache_init();
1989         pgtable_cache_init();
1990 }
1991
1992 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1993 {
1994         if (!ptlock_init(page))
1995                 return false;
1996         __SetPageTable(page);
1997         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1998         return true;
1999 }
2000
2001 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
2002 {
2003         ptlock_free(page);
2004         __ClearPageTable(page);
2005         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2006 }
2007
2008 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2009 ({                                                      \
2010         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2011         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2012         *(ptlp) = __ptl;                                \
2013         spin_lock(__ptl);                               \
2014         __pte;                                          \
2015 })
2016
2017 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2018         spin_unlock(ptl);                               \
2019         pte_unmap(pte);                                 \
2020 } while (0)
2021
2022 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2023
2024 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2025         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2026
2027 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2028         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2029                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2030
2031 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2032         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2033                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2034
2035 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2036
2037 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2038 {
2039         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2040         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2041 }
2042
2043 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2044 {
2045         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2046 }
2047
2048 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2049 {
2050 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2051         page->pmd_huge_pte = NULL;
2052 #endif
2053         return ptlock_init(page);
2054 }
2055
2056 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2057 {
2058 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2059         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2060 #endif
2061         ptlock_free(page);
2062 }
2063
2064 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2065
2066 #else
2067
2068 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2069 {
2070         return &mm->page_table_lock;
2071 }
2072
2073 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2074 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2075
2076 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2077
2078 #endif
2079
2080 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2081 {
2082         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2083         spin_lock(ptl);
2084         return ptl;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2089  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2090  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2091  * which need to be converted from page_table_lock.
2092  */
2093 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2094 {
2095         return &mm->page_table_lock;
2096 }
2097
2098 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2099 {
2100         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2101
2102         spin_lock(ptl);
2103         return ptl;
2104 }
2105
2106 extern void __init pagecache_init(void);
2107 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2108 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2109                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2110 extern void free_initmem(void);
2111
2112 /*
2113  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2114  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2115  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2116  * Return pages freed into the buddy system.
2117  */
2118 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2119                                         int poison, const char *s);
2120
2121 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2122 /*
2123  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2124  * and totalram_pages.
2125  */
2126 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2127 #endif
2128
2129 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2130 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2131
2132 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2133
2134 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2135 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2136 {
2137         ClearPageReserved(page);
2138         init_page_count(page);
2139         __free_page(page);
2140 }
2141
2142 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2143 {
2144         __free_reserved_page(page);
2145         adjust_managed_page_count(page, 1);
2146 }
2147
2148 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2149 {
2150         SetPageReserved(page);
2151         adjust_managed_page_count(page, -1);
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2156  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2157  * range [0, UCHAR_MAX].
2158  * Return pages freed into the buddy system.
2159  */
2160 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2161 {
2162         extern char __init_begin[], __init_end[];
2163
2164         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2165                                   poison, "unused kernel");
2166 }
2167
2168 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2169 {
2170         int nid;
2171         unsigned long phys_pages = 0;
2172
2173         for_each_online_node(nid)
2174                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2175
2176         return phys_pages;
2177 }
2178
2179 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2180 /*
2181  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2182  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2183  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2184  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2185  * free_area_init_node()
2186  *
2187  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2188  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2189  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2190  * usage, an architecture is expected to do something like
2191  *
2192  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2193  *                                                       max_highmem_pfn};
2194  * for_each_valid_physical_page_range()
2195  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2196  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2197  *
2198  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2199  * registered physical page range.  Similarly
2200  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2201  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2202  *
2203  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2204  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2205  */
2206 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2207 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2208 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2209                                                 unsigned long end_pfn);
2210 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2211                                                 unsigned long end_pfn);
2212 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2213                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2214 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2215 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2216                                                 unsigned long max_low_pfn);
2217 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2218
2219 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2220
2221 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2222     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2223 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2224                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2225 {
2226         return 0;
2227 }
2228 #else
2229 /* please see mm/page_alloc.c */
2230 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2231 /* there is a per-arch backend function. */
2232 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2233                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2234 #endif
2235
2236 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2237 void zero_resv_unavail(void);
2238 #else
2239 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2240 #endif
2241
2242 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2243 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2244                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2245 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2246 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2247 extern void mem_init(void);
2248 extern void __init mmap_init(void);
2249 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2250 extern long si_mem_available(void);
2251 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2252 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2253 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2254 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2255 #endif
2256
2257 extern __printf(3, 4)
2258 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2259
2260 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2261
2262 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2263 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2264
2265 /* page_alloc.c */
2266 extern int min_free_kbytes;
2267 extern int watermark_boost_factor;
2268 extern int watermark_scale_factor;
2269
2270 /* nommu.c */
2271 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2272 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2273
2274 /* interval_tree.c */
2275 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2276                               struct rb_root_cached *root);
2277 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2278                                     struct vm_area_struct *prev,
2279                                     struct rb_root_cached *root);
2280 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2281                               struct rb_root_cached *root);
2282 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2283                                 unsigned long start, unsigned long last);
2284 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2285                                 unsigned long start, unsigned long last);
2286
2287 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2288         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2289              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2290
2291 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2292                                    struct rb_root_cached *root);
2293 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2294                                    struct rb_root_cached *root);
2295 struct anon_vma_chain *
2296 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2297                                   unsigned long start, unsigned long last);
2298 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2299         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2300 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2301 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2302 #endif
2303
2304 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2305         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2306              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2307
2308 /* mmap.c */
2309 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2310 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2311         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2312         struct vm_area_struct *expand);
2313 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2314         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2315 {
2316         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2317 }
2318 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2319         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2320         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2321         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2322 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2323 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2324         unsigned long addr, int new_below);
2325 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2326         unsigned long addr, int new_below);
2327 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2328 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2329         struct rb_node **, struct rb_node *);
2330 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2331 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2332         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2333         bool *need_rmap_locks);
2334 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2335
2336 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2337                                     unsigned long new,
2338                                     unsigned long start,
2339                                     unsigned long end_data,
2340                                     unsigned long start_data)
2341 {
2342         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2343                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2344                         return -ENOSPC;
2345         }
2346
2347         return 0;
2348 }
2349
2350 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2351 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2352
2353 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2354 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2355 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2356
2357 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2358 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2359
2360 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2361                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2362 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2363                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2364                                    unsigned long flags,
2365                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2366 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2367 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2368                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2369                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2370
2371 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2372
2373 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2374         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2375         struct list_head *uf);
2376 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2377         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2378         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2379         struct list_head *uf);
2380 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2381                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2382 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2383                      struct list_head *uf);
2384
2385 static inline unsigned long
2386 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2387         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2388         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2389         struct list_head *uf)
2390 {
2391         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2392 }
2393
2394 #ifdef CONFIG_MMU
2395 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2396                          int ignore_errors);
2397 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2398 {
2399         /* Ignore errors */
2400         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2401 }
2402 #else
2403 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2404 #endif
2405
2406 /* These take the mm semaphore themselves */
2407 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2408 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2409 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2410 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2411         unsigned long, unsigned long,
2412         unsigned long, unsigned long);
2413
2414 struct vm_unmapped_area_info {
2415 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2416         unsigned long flags;
2417         unsigned long length;
2418         unsigned long low_limit;
2419         unsigned long high_limit;
2420         unsigned long align_mask;
2421         unsigned long align_offset;
2422 };
2423
2424 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2425 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2426
2427 /*
2428  * Search for an unmapped address range.
2429  *
2430  * We are looking for a range that:
2431  * - does not intersect with any VMA;
2432  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2433  * - is at least the desired size.
2434  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2435  */
2436 static inline unsigned long
2437 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2438 {
2439         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2440                 return unmapped_area_topdown(info);
2441         else
2442                 return unmapped_area(info);
2443 }
2444
2445 /* truncate.c */
2446 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2447 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2448                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2449 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2450
2451 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2452 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2453 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2454                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2455 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2456
2457 /* mm/page-writeback.c */
2458 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2459 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2460
2461 /* readahead.c */
2462 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2463
2464 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2465                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2466
2467 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2468                                struct file_ra_state *ra,
2469                                struct file *filp,
2470                                pgoff_t offset,
2471                                unsigned long size);
2472
2473 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2474                                 struct file_ra_state *ra,
2475                                 struct file *filp,
2476                                 struct page *pg,
2477                                 pgoff_t offset,
2478                                 unsigned long size);
2479
2480 extern unsigned long stack_guard_gap;
2481 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2482 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2483
2484 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2485 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2486                 unsigned long address);
2487 #if VM_GROWSUP
2488 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2489 #else
2490   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2491 #endif
2492
2493 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2494 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2495 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2496                                              struct vm_area_struct **pprev);
2497
2498 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2499    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2500 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2501 {
2502         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2503
2504         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2505                 vma = NULL;
2506         return vma;
2507 }
2508
2509 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2510 {
2511         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2512
2513         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2514                 vm_start -= stack_guard_gap;
2515                 if (vm_start > vma->vm_start)
2516                         vm_start = 0;
2517         }
2518         return vm_start;
2519 }
2520
2521 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2522 {
2523         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2524
2525         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2526                 vm_end += stack_guard_gap;
2527                 if (vm_end < vma->vm_end)
2528                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2529         }
2530         return vm_end;
2531 }
2532
2533 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2534 {
2535         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2536 }
2537
2538 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2539 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2540                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2541 {
2542         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2543
2544         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2545                 vma = NULL;
2546
2547         return vma;
2548 }
2549
2550 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2551                                 unsigned long start, unsigned long end)
2552 {
2553         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2554 }
2555
2556 #ifdef CONFIG_MMU
2557 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2558 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2559 #else
2560 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2561 {
2562         return __pgprot(0);
2563 }
2564 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2565 {
2566         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2567 }
2568 #endif
2569
2570 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2571 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2572                         unsigned long start, unsigned long end);
2573 #endif
2574
2575 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2576 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2577                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2578 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2579 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2580                                 unsigned long num);
2581 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2582                                 unsigned long num);
2583 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2584                         unsigned long pfn);
2585 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2586                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2587 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2588                         pfn_t pfn);
2589 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2590                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2591 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2592
2593 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2594                                 unsigned long addr, struct page *page)
2595 {
2596         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2597
2598         if (err == -ENOMEM)
2599                 return VM_FAULT_OOM;
2600         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2601                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2602
2603         return VM_FAULT_NOPAGE;
2604 }
2605
2606 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2607 {
2608         if (err == -ENOMEM)
2609                 return VM_FAULT_OOM;
2610         return VM_FAULT_SIGBUS;
2611 }
2612
2613 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2614                          unsigned int foll_flags);
2615
2616 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2617 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2618 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2619 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2620 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2621 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2622                                  * and return without waiting upon it */
2623 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2624 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2625 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2626 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2627 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2628 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2629 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2630 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2631 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2632 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2633 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2634
2635 /*
2636  * NOTE on FOLL_LONGTERM:
2637  *
2638  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2639  * period _often_ under userspace control.  This is contrasted with
2640  * iov_iter_get_pages() where usages which are transient.
2641  *
2642  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2643  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2644  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2645  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2646  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2647  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2648  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2649  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2650  *
2651  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2652  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2653  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2654  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2655  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY
2656  *
2657  * In the CMA case: longterm pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2658  * that region.  And so CMA attempts to migrate the page before pinning when
2659  * FOLL_LONGTERM is specified.
2660  */
2661
2662 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2663 {
2664         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2665                 return -ENOMEM;
2666         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2667                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2668         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2669                 return -EFAULT;
2670         return 0;
2671 }
2672
2673 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2674                         void *data);
2675 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2676                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2677
2678
2679 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2680 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2681 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2682 #else
2683 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2684 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2685                                         int enable) { }
2686 #endif
2687
2688 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2689
2690 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2691 {
2692         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) && _debug_pagealloc_enabled;
2693 }
2694
2695 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2696 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2697
2698 static inline void
2699 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2700 {
2701         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2702 }
2703 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2704 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2705 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2706 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2707 static inline void
2708 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2709 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2710 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2711 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2712 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2713
2714 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2715 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2716 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2717 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2718 #else
2719 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2720 {
2721         return NULL;
2722 }
2723 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2724 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2725 {
2726         return 0;
2727 }
2728 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2729
2730 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2731
2732 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2733 extern int sysctl_drop_caches;
2734 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2735                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2736 #endif
2737
2738 void drop_slab(void);
2739 void drop_slab_node(int nid);
2740
2741 #ifndef CONFIG_MMU
2742 #define randomize_va_space 0
2743 #else
2744 extern int randomize_va_space;
2745 #endif
2746
2747 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2748 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2749
2750 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2751 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2752                 struct vmem_altmap *altmap);
2753 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2754 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2755 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2756 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2757 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2758 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2759 struct vmem_altmap;
2760 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2761 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2762 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2763 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2764                                int node);
2765 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2766                 struct vmem_altmap *altmap);
2767 void vmemmap_populate_print_last(void);
2768 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2769 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2770                 struct vmem_altmap *altmap);
2771 #endif
2772 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2773                                   unsigned long nr_pages);
2774
2775 enum mf_flags {
2776         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2777         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2778         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2779         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2780 };
2781 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2782 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2783 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2784 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2785 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2786 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2787 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2788 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2789 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2790 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2791
2792
2793 /*
2794  * Error handlers for various types of pages.
2795  */
2796 enum mf_result {
2797         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2798         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2799         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2800         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2801 };
2802
2803 enum mf_action_page_type {
2804         MF_MSG_KERNEL,
2805         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2806         MF_MSG_SLAB,
2807         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2808         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2809         MF_MSG_HUGE,
2810         MF_MSG_FREE_HUGE,
2811         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2812         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2813         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2814         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2815         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2816         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2817         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2818         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2819         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2820         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2821         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2822         MF_MSG_BUDDY,
2823         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2824         MF_MSG_DAX,
2825         MF_MSG_UNKNOWN,
2826 };
2827
2828 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2829 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2830                             unsigned long addr_hint,
2831                             unsigned int pages_per_huge_page);
2832 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2833                                 unsigned long addr_hint,
2834                                 struct vm_area_struct *vma,
2835                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2836 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2837                                 const void __user *usr_src,
2838                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2839                                 bool allow_pagefault);
2840 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2841
2842 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2843
2844 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2845 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2846 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2847
2848 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2849 {
2850         return _debug_guardpage_minorder;
2851 }
2852
2853 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2854 {
2855         return _debug_guardpage_enabled;
2856 }
2857
2858 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2859 {
2860         struct page_ext *page_ext;
2861
2862         if (!debug_guardpage_enabled())
2863                 return false;
2864
2865         page_ext = lookup_page_ext(page);
2866         if (unlikely(!page_ext))
2867                 return false;
2868
2869         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2870 }
2871 #else
2872 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2873 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2874 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2875 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2876
2877 #if MAX_NUMNODES > 1
2878 void __init setup_nr_node_ids(void);
2879 #else
2880 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2881 #endif
2882
2883 #endif /* __KERNEL__ */
2884 #endif /* _LINUX_MM_H */