Merge tag 'riscv-for-linus-6.5-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 #include <linux/mmdebug.h>
7 #include <linux/gfp.h>
8 #include <linux/bug.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/atomic.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/mmap_lock.h>
16 #include <linux/range.h>
17 #include <linux/pfn.h>
18 #include <linux/percpu-refcount.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21 #include <linux/resource.h>
22 #include <linux/page_ext.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/page-flags.h>
25 #include <linux/page_ref.h>
26 #include <linux/overflow.h>
27 #include <linux/sizes.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/pgtable.h>
30 #include <linux/kasan.h>
31 #include <linux/memremap.h>
32 #include <linux/slab.h>
33
34 struct mempolicy;
35 struct anon_vma;
36 struct anon_vma_chain;
37 struct user_struct;
38 struct pt_regs;
39
40 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
41
42 void mm_core_init(void);
43 void init_mm_internals(void);
44
45 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
46 extern unsigned long max_mapnr;
47
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
49 {
50         max_mapnr = limit;
51 }
52 #else
53 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
54 #endif
55
56 extern atomic_long_t _totalram_pages;
57 static inline unsigned long totalram_pages(void)
58 {
59         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
60 }
61
62 static inline void totalram_pages_inc(void)
63 {
64         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
65 }
66
67 static inline void totalram_pages_dec(void)
68 {
69         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
70 }
71
72 static inline void totalram_pages_add(long count)
73 {
74         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
75 }
76
77 extern void * high_memory;
78 extern int page_cluster;
79 extern const int page_cluster_max;
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/processor.h>
100
101 #ifndef __pa_symbol
102 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
103 #endif
104
105 #ifndef page_to_virt
106 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
107 #endif
108
109 #ifndef lm_alias
110 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
111 #endif
112
113 /*
114  * To prevent common memory management code establishing
115  * a zero page mapping on a read fault.
116  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
117  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
118  * related to the physical page in case of virtualization.
119  */
120 #ifndef mm_forbids_zeropage
121 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
122 #endif
123
124 /*
125  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
126  * If an architecture decides to implement their own version of
127  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
128  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
129  */
130 #if BITS_PER_LONG == 64
131 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 96
132  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
133  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
134  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
135  * this can result in several of the writes here being dropped.
136  */
137 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
138 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
139 {
140         unsigned long *_pp = (void *)page;
141
142          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, 80, 88 or 96 bytes */
143         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
144         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
145         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 96);
146
147         switch (sizeof(struct page)) {
148         case 96:
149                 _pp[11] = 0;
150                 fallthrough;
151         case 88:
152                 _pp[10] = 0;
153                 fallthrough;
154         case 80:
155                 _pp[9] = 0;
156                 fallthrough;
157         case 72:
158                 _pp[8] = 0;
159                 fallthrough;
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;
162                 fallthrough;
163         case 56:
164                 _pp[6] = 0;
165                 _pp[5] = 0;
166                 _pp[4] = 0;
167                 _pp[3] = 0;
168                 _pp[2] = 0;
169                 _pp[1] = 0;
170                 _pp[0] = 0;
171         }
172 }
173 #else
174 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
175 #endif
176
177 /*
178  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
179  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
180  * problem.
181  *
182  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
183  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
184  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
185  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
186  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
187  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
188  *
189  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
190  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
191  * that.
192  */
193 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
194 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
195
196 extern int sysctl_max_map_count;
197
198 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
199 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
200
201 extern int sysctl_overcommit_memory;
202 extern int sysctl_overcommit_ratio;
203 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
204
205 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
206                 loff_t *);
207 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
208                 loff_t *);
209 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
210                 loff_t *);
211
212 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
213 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
214 #define folio_page_idx(folio, p)        (page_to_pfn(p) - folio_pfn(folio))
215 #else
216 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
217 #define folio_page_idx(folio, p)        ((p) - &(folio)->page)
218 #endif
219
220 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
221 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
222
223 /* to align the pointer to the (prev) page boundary */
224 #define PAGE_ALIGN_DOWN(addr) ALIGN_DOWN(addr, PAGE_SIZE)
225
226 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
227 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
228
229 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
230 static inline struct folio *lru_to_folio(struct list_head *head)
231 {
232         return list_entry((head)->prev, struct folio, lru);
233 }
234
235 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
236                            void *end_data, void *brk);
237
238 /*
239  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
240  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
241  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
242  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
243  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
244  * mmap() functions).
245  */
246
247 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
248 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
249 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
250 /* Use only if VMA has no other users */
251 void __vm_area_free(struct vm_area_struct *vma);
252
253 #ifndef CONFIG_MMU
254 extern struct rb_root nommu_region_tree;
255 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
256
257 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
258 #endif
259
260 /*
261  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
262  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
263  */
264 #define VM_NONE         0x00000000
265
266 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
267 #define VM_WRITE        0x00000002
268 #define VM_EXEC         0x00000004
269 #define VM_SHARED       0x00000008
270
271 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
272 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
273 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
274 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
275 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
276
277 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
278 #ifdef CONFIG_MMU
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #else /* CONFIG_MMU */
281 #define VM_MAYOVERLAY   0x00000200      /* nommu: R/O MAP_PRIVATE mapping that might overlay a file mapping */
282 #define VM_UFFD_MISSING 0
283 #endif /* CONFIG_MMU */
284 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
285 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
286
287 #define VM_LOCKED       0x00002000
288 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
289
290                                         /* Used by sys_madvise() */
291 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
292 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
293
294 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
295 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
296 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
297 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
298 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
299 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
300 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
301 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
302 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
303 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
304
305 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
306 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
307 #else
308 # define VM_SOFTDIRTY   0
309 #endif
310
311 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
312 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
313 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
314 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
315
316 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
323 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
324 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
325 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
326 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
327 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
328
329 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
330 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
331 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
332 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
333 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
334 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
335 #ifdef CONFIG_PPC
336 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
337 #else
338 # define VM_PKEY_BIT4  0
339 #endif
340 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
341
342 #if defined(CONFIG_X86)
343 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
344 #elif defined(CONFIG_PPC)
345 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
346 #elif defined(CONFIG_PARISC)
347 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
348 #elif defined(CONFIG_IA64)
349 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
350 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
351 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
353 #elif defined(CONFIG_ARM64)
354 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
355 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
356 #elif !defined(CONFIG_MMU)
357 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
358 #endif
359
360 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
361 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
363 #else
364 # define VM_MTE         VM_NONE
365 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
366 #endif
367
368 #ifndef VM_GROWSUP
369 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
373 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
374 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
375 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
376 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
378
379 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
380 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ | VM_STACK_EARLY)
381
382 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
383
384 /* Common data flag combinations */
385 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
386                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
387 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
388                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
389 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
390                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
391
392 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
393 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
394 #endif
395
396 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
397 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
401 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
402 #define VM_STACK_EARLY  VM_GROWSDOWN
403 #else
404 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
405 #define VM_STACK_EARLY  0
406 #endif
407
408 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
409
410 /* VMA basic access permission flags */
411 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
412
413
414 /*
415  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
416  */
417 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
418
419 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
420 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
421
422 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
423 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
424
425 /* This mask represents all the VMA flag bits used by mlock */
426 #define VM_LOCKED_MASK  (VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT)
427
428 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
429 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
430 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
431 #endif
432 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
433
434 /*
435  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
436  * low four bits) to a page protection mask..
437  */
438
439 /*
440  * The default fault flags that should be used by most of the
441  * arch-specific page fault handlers.
442  */
443 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
444                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
445                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
446
447 /**
448  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
449  * @flags: Fault flags.
450  *
451  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
452  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
453  * to change, in which case we can try to be polite to release the
454  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
455  * processes that would also want the mmap_lock.
456  *
457  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
458  * attempt of the fault handling; false otherwise.
459  */
460 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
461 {
462         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
463             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
464 }
465
466 #define FAULT_FLAG_TRACE \
467         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
468         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
469         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
470         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
471         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
472         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
473         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
474         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
475         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
476         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }, \
477         { FAULT_FLAG_VMA_LOCK,          "VMA_LOCK" }
478
479 /*
480  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
481  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
482  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
483  *
484  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
485  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
486  *
487  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
488  */
489 struct vm_fault {
490         const struct {
491                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
492                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
493                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
494                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address - masked */
495                 unsigned long real_address;     /* Faulting virtual address - unmasked */
496         };
497         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
498                                          * XXX: should really be 'const' */
499         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
500                                          * the 'address' */
501         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
502                                          * the 'address'
503                                          */
504         union {
505                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
506                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
507                                          * used by PMD fault only.
508                                          */
509         };
510
511         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
512         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
513                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
514                                          * is set (which is also implied by
515                                          * VM_FAULT_ERROR).
516                                          */
517         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
518         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
519                                          * the 'address'. NULL if the page
520                                          * table hasn't been allocated.
521                                          */
522         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
523                                          * Protects pte page table if 'pte'
524                                          * is not NULL, otherwise pmd.
525                                          */
526         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
527                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
528                                          * table from atomic context.
529                                          * do_fault_around() pre-allocates
530                                          * page table to avoid allocation from
531                                          * atomic context.
532                                          */
533 };
534
535 /* page entry size for vm->huge_fault() */
536 enum page_entry_size {
537         PE_SIZE_PTE = 0,
538         PE_SIZE_PMD,
539         PE_SIZE_PUD,
540 };
541
542 /*
543  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
544  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
545  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
546  */
547 struct vm_operations_struct {
548         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
549         /**
550          * @close: Called when the VMA is being removed from the MM.
551          * Context: User context.  May sleep.  Caller holds mmap_lock.
552          */
553         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
554         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
555         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
556         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
557         /*
558          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
559          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
560          * be modified.  Returns 0 if mprotect() can proceed.
561          */
562         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
563                         unsigned long end, unsigned long newflags);
564         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
565         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
566                         enum page_entry_size pe_size);
567         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
568                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
569         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
570
571         /* notification that a previously read-only page is about to become
572          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
573         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
574
575         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
576         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
577
578         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
579          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
580          * implementation useful for any iomem mapping.
581          */
582         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
583                       void *buf, int len, int write);
584
585         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
586          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
587          * vma to be dumped unconditionally. */
588         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
589
590 #ifdef CONFIG_NUMA
591         /*
592          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
593          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
594          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
595          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
596          * mempolicy.
597          */
598         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
599
600         /*
601          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
602          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
603          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
604          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
605          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
606          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
607          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
608          * policy.
609          */
610         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
611                                         unsigned long addr);
612 #endif
613         /*
614          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
615          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
616          * (using pte_page()) would not find the correct page.
617          */
618         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
619                                           unsigned long addr);
620 };
621
622 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
623 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma)
624 {
625         vma->numab_state = NULL;
626 }
627 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma)
628 {
629         kfree(vma->numab_state);
630 }
631 #else
632 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma) {}
633 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma) {}
634 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
635
636 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
637 /*
638  * Try to read-lock a vma. The function is allowed to occasionally yield false
639  * locked result to avoid performance overhead, in which case we fall back to
640  * using mmap_lock. The function should never yield false unlocked result.
641  */
642 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
643 {
644         /*
645          * Check before locking. A race might cause false locked result.
646          * We can use READ_ONCE() for the mm_lock_seq here, and don't need
647          * ACQUIRE semantics, because this is just a lockless check whose result
648          * we don't rely on for anything - the mm_lock_seq read against which we
649          * need ordering is below.
650          */
651         if (READ_ONCE(vma->vm_lock_seq) == READ_ONCE(vma->vm_mm->mm_lock_seq))
652                 return false;
653
654         if (unlikely(down_read_trylock(&vma->vm_lock->lock) == 0))
655                 return false;
656
657         /*
658          * Overflow might produce false locked result.
659          * False unlocked result is impossible because we modify and check
660          * vma->vm_lock_seq under vma->vm_lock protection and mm->mm_lock_seq
661          * modification invalidates all existing locks.
662          *
663          * We must use ACQUIRE semantics for the mm_lock_seq so that if we are
664          * racing with vma_end_write_all(), we only start reading from the VMA
665          * after it has been unlocked.
666          * This pairs with RELEASE semantics in vma_end_write_all().
667          */
668         if (unlikely(vma->vm_lock_seq == smp_load_acquire(&vma->vm_mm->mm_lock_seq))) {
669                 up_read(&vma->vm_lock->lock);
670                 return false;
671         }
672         return true;
673 }
674
675 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma)
676 {
677         rcu_read_lock(); /* keeps vma alive till the end of up_read */
678         up_read(&vma->vm_lock->lock);
679         rcu_read_unlock();
680 }
681
682 static bool __is_vma_write_locked(struct vm_area_struct *vma, int *mm_lock_seq)
683 {
684         mmap_assert_write_locked(vma->vm_mm);
685
686         /*
687          * current task is holding mmap_write_lock, both vma->vm_lock_seq and
688          * mm->mm_lock_seq can't be concurrently modified.
689          */
690         *mm_lock_seq = vma->vm_mm->mm_lock_seq;
691         return (vma->vm_lock_seq == *mm_lock_seq);
692 }
693
694 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma)
695 {
696         int mm_lock_seq;
697
698         if (__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq))
699                 return;
700
701         down_write(&vma->vm_lock->lock);
702         /*
703          * We should use WRITE_ONCE() here because we can have concurrent reads
704          * from the early lockless pessimistic check in vma_start_read().
705          * We don't really care about the correctness of that early check, but
706          * we should use WRITE_ONCE() for cleanliness and to keep KCSAN happy.
707          */
708         WRITE_ONCE(vma->vm_lock_seq, mm_lock_seq);
709         up_write(&vma->vm_lock->lock);
710 }
711
712 static inline bool vma_try_start_write(struct vm_area_struct *vma)
713 {
714         int mm_lock_seq;
715
716         if (__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq))
717                 return true;
718
719         if (!down_write_trylock(&vma->vm_lock->lock))
720                 return false;
721
722         WRITE_ONCE(vma->vm_lock_seq, mm_lock_seq);
723         up_write(&vma->vm_lock->lock);
724         return true;
725 }
726
727 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma)
728 {
729         int mm_lock_seq;
730
731         VM_BUG_ON_VMA(!__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq), vma);
732 }
733
734 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma, bool detached)
735 {
736         /* When detaching vma should be write-locked */
737         if (detached)
738                 vma_assert_write_locked(vma);
739         vma->detached = detached;
740 }
741
742 struct vm_area_struct *lock_vma_under_rcu(struct mm_struct *mm,
743                                           unsigned long address);
744
745 #else /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
746
747 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
748                 { return false; }
749 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma) {}
750 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma) {}
751 static inline bool vma_try_start_write(struct vm_area_struct *vma)
752                 { return true; }
753 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma) {}
754 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma,
755                                      bool detached) {}
756
757 #endif /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
758
759 /*
760  * WARNING: vma_init does not initialize vma->vm_lock.
761  * Use vm_area_alloc()/vm_area_free() if vma needs locking.
762  */
763 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
764 {
765         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
766
767         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
768         vma->vm_mm = mm;
769         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
770         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
771         vma_mark_detached(vma, false);
772         vma_numab_state_init(vma);
773 }
774
775 /* Use when VMA is not part of the VMA tree and needs no locking */
776 static inline void vm_flags_init(struct vm_area_struct *vma,
777                                  vm_flags_t flags)
778 {
779         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) = flags;
780 }
781
782 /* Use when VMA is part of the VMA tree and modifications need coordination */
783 static inline void vm_flags_reset(struct vm_area_struct *vma,
784                                   vm_flags_t flags)
785 {
786         vma_start_write(vma);
787         vm_flags_init(vma, flags);
788 }
789
790 static inline void vm_flags_reset_once(struct vm_area_struct *vma,
791                                        vm_flags_t flags)
792 {
793         vma_start_write(vma);
794         WRITE_ONCE(ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags), flags);
795 }
796
797 static inline void vm_flags_set(struct vm_area_struct *vma,
798                                 vm_flags_t flags)
799 {
800         vma_start_write(vma);
801         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) |= flags;
802 }
803
804 static inline void vm_flags_clear(struct vm_area_struct *vma,
805                                   vm_flags_t flags)
806 {
807         vma_start_write(vma);
808         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) &= ~flags;
809 }
810
811 /*
812  * Use only if VMA is not part of the VMA tree or has no other users and
813  * therefore needs no locking.
814  */
815 static inline void __vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
816                                   vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
817 {
818         vm_flags_init(vma, (vma->vm_flags | set) & ~clear);
819 }
820
821 /*
822  * Use only when the order of set/clear operations is unimportant, otherwise
823  * use vm_flags_{set|clear} explicitly.
824  */
825 static inline void vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
826                                 vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
827 {
828         vma_start_write(vma);
829         __vm_flags_mod(vma, set, clear);
830 }
831
832 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
833 {
834         vma->vm_ops = NULL;
835 }
836
837 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
838 {
839         return !vma->vm_ops;
840 }
841
842 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
843 {
844         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
845
846         if (!maybe_stack)
847                 return false;
848
849         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
850                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
851                 return true;
852
853         return false;
854 }
855
856 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
857 {
858         if (!current->mm)
859                 return true;
860
861         if (current->mm != vma->vm_mm)
862                 return true;
863
864         return false;
865 }
866
867 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
868 {
869         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
870 }
871
872 static inline
873 struct vm_area_struct *vma_find(struct vma_iterator *vmi, unsigned long max)
874 {
875         return mas_find(&vmi->mas, max - 1);
876 }
877
878 static inline struct vm_area_struct *vma_next(struct vma_iterator *vmi)
879 {
880         /*
881          * Uses mas_find() to get the first VMA when the iterator starts.
882          * Calling mas_next() could skip the first entry.
883          */
884         return mas_find(&vmi->mas, ULONG_MAX);
885 }
886
887 static inline
888 struct vm_area_struct *vma_iter_next_range(struct vma_iterator *vmi)
889 {
890         return mas_next_range(&vmi->mas, ULONG_MAX);
891 }
892
893
894 static inline struct vm_area_struct *vma_prev(struct vma_iterator *vmi)
895 {
896         return mas_prev(&vmi->mas, 0);
897 }
898
899 static inline
900 struct vm_area_struct *vma_iter_prev_range(struct vma_iterator *vmi)
901 {
902         return mas_prev_range(&vmi->mas, 0);
903 }
904
905 static inline unsigned long vma_iter_addr(struct vma_iterator *vmi)
906 {
907         return vmi->mas.index;
908 }
909
910 static inline unsigned long vma_iter_end(struct vma_iterator *vmi)
911 {
912         return vmi->mas.last + 1;
913 }
914 static inline int vma_iter_bulk_alloc(struct vma_iterator *vmi,
915                                       unsigned long count)
916 {
917         return mas_expected_entries(&vmi->mas, count);
918 }
919
920 /* Free any unused preallocations */
921 static inline void vma_iter_free(struct vma_iterator *vmi)
922 {
923         mas_destroy(&vmi->mas);
924 }
925
926 static inline int vma_iter_bulk_store(struct vma_iterator *vmi,
927                                       struct vm_area_struct *vma)
928 {
929         vmi->mas.index = vma->vm_start;
930         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
931         mas_store(&vmi->mas, vma);
932         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
933                 return -ENOMEM;
934
935         return 0;
936 }
937
938 static inline void vma_iter_invalidate(struct vma_iterator *vmi)
939 {
940         mas_pause(&vmi->mas);
941 }
942
943 static inline void vma_iter_set(struct vma_iterator *vmi, unsigned long addr)
944 {
945         mas_set(&vmi->mas, addr);
946 }
947
948 #define for_each_vma(__vmi, __vma)                                      \
949         while (((__vma) = vma_next(&(__vmi))) != NULL)
950
951 /* The MM code likes to work with exclusive end addresses */
952 #define for_each_vma_range(__vmi, __vma, __end)                         \
953         while (((__vma) = vma_find(&(__vmi), (__end))) != NULL)
954
955 #ifdef CONFIG_SHMEM
956 /*
957  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
958  * paths in userfault.
959  */
960 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
961 bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma);
962 #else
963 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
964 static inline bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
965 #endif
966
967 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
968
969 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
970 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
971
972 struct mmu_gather;
973 struct inode;
974
975 /*
976  * compound_order() can be called without holding a reference, which means
977  * that niceties like page_folio() don't work.  These callers should be
978  * prepared to handle wild return values.  For example, PG_head may be
979  * set before _folio_order is initialised, or this may be a tail page.
980  * See compaction.c for some good examples.
981  */
982 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
983 {
984         struct folio *folio = (struct folio *)page;
985
986         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
987                 return 0;
988         return folio->_folio_order;
989 }
990
991 /**
992  * folio_order - The allocation order of a folio.
993  * @folio: The folio.
994  *
995  * A folio is composed of 2^order pages.  See get_order() for the definition
996  * of order.
997  *
998  * Return: The order of the folio.
999  */
1000 static inline unsigned int folio_order(struct folio *folio)
1001 {
1002         if (!folio_test_large(folio))
1003                 return 0;
1004         return folio->_folio_order;
1005 }
1006
1007 #include <linux/huge_mm.h>
1008
1009 /*
1010  * Methods to modify the page usage count.
1011  *
1012  * What counts for a page usage:
1013  * - cache mapping   (page->mapping)
1014  * - private data    (page->private)
1015  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
1016  *   is counted separately
1017  *
1018  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
1019  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
1020  */
1021
1022 /*
1023  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
1024  */
1025 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
1026 {
1027         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
1028         return page_ref_dec_and_test(page);
1029 }
1030
1031 static inline int folio_put_testzero(struct folio *folio)
1032 {
1033         return put_page_testzero(&folio->page);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
1038  * that is the case.
1039  * This can be called when MMU is off so it must not access
1040  * any of the virtual mappings.
1041  */
1042 static inline bool get_page_unless_zero(struct page *page)
1043 {
1044         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
1045 }
1046
1047 static inline struct folio *folio_get_nontail_page(struct page *page)
1048 {
1049         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
1050                 return NULL;
1051         return (struct folio *)page;
1052 }
1053
1054 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
1055
1056 enum {
1057         REGION_INTERSECTS,
1058         REGION_DISJOINT,
1059         REGION_MIXED,
1060 };
1061
1062 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
1063                       unsigned long desc);
1064
1065 /* Support for virtually mapped pages */
1066 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
1067 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
1068
1069 /*
1070  * Determine if an address is within the vmalloc range
1071  *
1072  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
1073  * is no special casing required.
1074  */
1075
1076 #ifndef is_ioremap_addr
1077 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
1078 #endif
1079
1080 #ifdef CONFIG_MMU
1081 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
1082 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
1083 #else
1084 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
1085 {
1086         return false;
1087 }
1088 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
1089 {
1090         return 0;
1091 }
1092 #endif
1093
1094 /*
1095  * How many times the entire folio is mapped as a single unit (eg by a
1096  * PMD or PUD entry).  This is probably not what you want, except for
1097  * debugging purposes - it does not include PTE-mapped sub-pages; look
1098  * at folio_mapcount() or page_mapcount() or total_mapcount() instead.
1099  */
1100 static inline int folio_entire_mapcount(struct folio *folio)
1101 {
1102         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio), folio);
1103         return atomic_read(&folio->_entire_mapcount) + 1;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
1108  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
1109  * and atomic_add_negative(-1).
1110  */
1111 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
1112 {
1113         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
1114 }
1115
1116 /**
1117  * page_mapcount() - Number of times this precise page is mapped.
1118  * @page: The page.
1119  *
1120  * The number of times this page is mapped.  If this page is part of
1121  * a large folio, it includes the number of times this page is mapped
1122  * as part of that folio.
1123  *
1124  * The result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
1125  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
1126  * They use this field in struct page differently.
1127  */
1128 static inline int page_mapcount(struct page *page)
1129 {
1130         int mapcount = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1131
1132         if (unlikely(PageCompound(page)))
1133                 mapcount += folio_entire_mapcount(page_folio(page));
1134
1135         return mapcount;
1136 }
1137
1138 int folio_total_mapcount(struct folio *folio);
1139
1140 /**
1141  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
1142  * @folio: The folio.
1143  *
1144  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
1145  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
1146  * This function calculates the total number of times the folio is
1147  * mapped.
1148  *
1149  * Return: The number of times this folio is mapped.
1150  */
1151 static inline int folio_mapcount(struct folio *folio)
1152 {
1153         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1154                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
1155         return folio_total_mapcount(folio);
1156 }
1157
1158 static inline int total_mapcount(struct page *page)
1159 {
1160         if (likely(!PageCompound(page)))
1161                 return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1162         return folio_total_mapcount(page_folio(page));
1163 }
1164
1165 static inline bool folio_large_is_mapped(struct folio *folio)
1166 {
1167         /*
1168          * Reading _entire_mapcount below could be omitted if hugetlb
1169          * participated in incrementing nr_pages_mapped when compound mapped.
1170          */
1171         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) > 0 ||
1172                 atomic_read(&folio->_entire_mapcount) >= 0;
1173 }
1174
1175 /**
1176  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
1177  * @folio: The folio.
1178  *
1179  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
1180  */
1181 static inline bool folio_mapped(struct folio *folio)
1182 {
1183         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1184                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
1185         return folio_large_is_mapped(folio);
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1190  * For compound page it returns true if any sub-page of compound page is mapped,
1191  * even if this particular sub-page is not itself mapped by any PTE or PMD.
1192  */
1193 static inline bool page_mapped(struct page *page)
1194 {
1195         if (likely(!PageCompound(page)))
1196                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
1197         return folio_large_is_mapped(page_folio(page));
1198 }
1199
1200 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
1201 {
1202         struct page *page = virt_to_page(x);
1203
1204         return compound_head(page);
1205 }
1206
1207 static inline struct folio *virt_to_folio(const void *x)
1208 {
1209         struct page *page = virt_to_page(x);
1210
1211         return page_folio(page);
1212 }
1213
1214 void __folio_put(struct folio *folio);
1215
1216 void put_pages_list(struct list_head *pages);
1217
1218 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
1219 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src);
1220
1221 unsigned long nr_free_buffer_pages(void);
1222
1223 /*
1224  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
1225  * prototype for that function and accessor functions.
1226  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
1227  */
1228 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
1229
1230 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
1231 enum compound_dtor_id {
1232         NULL_COMPOUND_DTOR,
1233         COMPOUND_PAGE_DTOR,
1234 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1235         HUGETLB_PAGE_DTOR,
1236 #endif
1237 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1238         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
1239 #endif
1240         NR_COMPOUND_DTORS,
1241 };
1242
1243 static inline void folio_set_compound_dtor(struct folio *folio,
1244                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
1245 {
1246         VM_BUG_ON_FOLIO(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, folio);
1247         folio->_folio_dtor = compound_dtor;
1248 }
1249
1250 void destroy_large_folio(struct folio *folio);
1251
1252 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
1253 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
1254 {
1255         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
1256 }
1257
1258 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
1259 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
1260 {
1261         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1262 }
1263
1264 /**
1265  * thp_order - Order of a transparent huge page.
1266  * @page: Head page of a transparent huge page.
1267  */
1268 static inline unsigned int thp_order(struct page *page)
1269 {
1270         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
1271         return compound_order(page);
1272 }
1273
1274 /**
1275  * thp_size - Size of a transparent huge page.
1276  * @page: Head page of a transparent huge page.
1277  *
1278  * Return: Number of bytes in this page.
1279  */
1280 static inline unsigned long thp_size(struct page *page)
1281 {
1282         return PAGE_SIZE << thp_order(page);
1283 }
1284
1285 void free_compound_page(struct page *page);
1286
1287 #ifdef CONFIG_MMU
1288 /*
1289  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1290  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1291  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1292  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1293  */
1294 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1295 {
1296         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1297                 pte = pte_mkwrite(pte);
1298         return pte;
1299 }
1300
1301 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1302 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1303
1304 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1305 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1306 #endif
1307
1308 /*
1309  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1310  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1311  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1312  * only one copy in memory, at most, normally.
1313  *
1314  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1315  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1316  *   freelist management in the buddy allocator.
1317  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1318  *
1319  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1320  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1321  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1322  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1323  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1324  *
1325  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1326  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1327  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1328  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1329  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1330  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1331  * subsequently been given references to it.
1332  *
1333  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1334  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1335  * The following discussion applies only to them.
1336  *
1337  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1338  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1339  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1340  * into the filesystem to release these pages.
1341  *
1342  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1343  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1344  * in units of PAGE_SIZE.
1345  *
1346  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1347  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1348  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1349  *
1350  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1351  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1352  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1353  *
1354  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1355  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1356  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1357  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1358  *
1359  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1360  * - inode pages may need to be read from disk,
1361  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1362  *   to be written back to the inode on disk,
1363  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1364  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1365  *   back into memory.
1366  */
1367
1368 #if defined(CONFIG_ZONE_DEVICE) && defined(CONFIG_FS_DAX)
1369 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1370
1371 bool __put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs);
1372 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1373 {
1374         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1375                 return false;
1376         if (!is_zone_device_page(page))
1377                 return false;
1378         return __put_devmap_managed_page_refs(page, refs);
1379 }
1380 #else /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1381 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1382 {
1383         return false;
1384 }
1385 #endif /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1386
1387 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
1388 {
1389         return put_devmap_managed_page_refs(page, 1);
1390 }
1391
1392 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1393 #define folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio) \
1394         ((unsigned int) folio_ref_count(folio) + 127u <= 127u)
1395
1396 /**
1397  * folio_get - Increment the reference count on a folio.
1398  * @folio: The folio.
1399  *
1400  * Context: May be called in any context, as long as you know that
1401  * you have a refcount on the folio.  If you do not already have one,
1402  * folio_try_get() may be the right interface for you to use.
1403  */
1404 static inline void folio_get(struct folio *folio)
1405 {
1406         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio), folio);
1407         folio_ref_inc(folio);
1408 }
1409
1410 static inline void get_page(struct page *page)
1411 {
1412         folio_get(page_folio(page));
1413 }
1414
1415 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1416 {
1417         page = compound_head(page);
1418         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1419                 return false;
1420         page_ref_inc(page);
1421         return true;
1422 }
1423
1424 /**
1425  * folio_put - Decrement the reference count on a folio.
1426  * @folio: The folio.
1427  *
1428  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1429  * released back to the page allocator and may be used by another
1430  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1431  * after calling folio_put() unless you can be sure that it wasn't the
1432  * last reference.
1433  *
1434  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1435  * context.  May be called while holding a spinlock.
1436  */
1437 static inline void folio_put(struct folio *folio)
1438 {
1439         if (folio_put_testzero(folio))
1440                 __folio_put(folio);
1441 }
1442
1443 /**
1444  * folio_put_refs - Reduce the reference count on a folio.
1445  * @folio: The folio.
1446  * @refs: The amount to subtract from the folio's reference count.
1447  *
1448  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1449  * released back to the page allocator and may be used by another
1450  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1451  * after calling folio_put_refs() unless you can be sure that these weren't
1452  * the last references.
1453  *
1454  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1455  * context.  May be called while holding a spinlock.
1456  */
1457 static inline void folio_put_refs(struct folio *folio, int refs)
1458 {
1459         if (folio_ref_sub_and_test(folio, refs))
1460                 __folio_put(folio);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * union release_pages_arg - an array of pages or folios
1465  *
1466  * release_pages() releases a simple array of multiple pages, and
1467  * accepts various different forms of said page array: either
1468  * a regular old boring array of pages, an array of folios, or
1469  * an array of encoded page pointers.
1470  *
1471  * The transparent union syntax for this kind of "any of these
1472  * argument types" is all kinds of ugly, so look away.
1473  */
1474 typedef union {
1475         struct page **pages;
1476         struct folio **folios;
1477         struct encoded_page **encoded_pages;
1478 } release_pages_arg __attribute__ ((__transparent_union__));
1479
1480 void release_pages(release_pages_arg, int nr);
1481
1482 /**
1483  * folios_put - Decrement the reference count on an array of folios.
1484  * @folios: The folios.
1485  * @nr: How many folios there are.
1486  *
1487  * Like folio_put(), but for an array of folios.  This is more efficient
1488  * than writing the loop yourself as it will optimise the locks which
1489  * need to be taken if the folios are freed.
1490  *
1491  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1492  * context.  May be called while holding a spinlock.
1493  */
1494 static inline void folios_put(struct folio **folios, unsigned int nr)
1495 {
1496         release_pages(folios, nr);
1497 }
1498
1499 static inline void put_page(struct page *page)
1500 {
1501         struct folio *folio = page_folio(page);
1502
1503         /*
1504          * For some devmap managed pages we need to catch refcount transition
1505          * from 2 to 1:
1506          */
1507         if (put_devmap_managed_page(&folio->page))
1508                 return;
1509         folio_put(folio);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1514  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1515  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1516  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1517  *
1518  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1519  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1520  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1521  *
1522  * Choice of value:
1523  *
1524  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1525  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1526  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1527  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1528  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1529  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1530  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1531  *
1532  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1533  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1534  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1535  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1536  * issue.
1537  *
1538  * Locking: the lockless algorithm described in folio_try_get_rcu()
1539  * provides safe operation for get_user_pages(), page_mkclean() and
1540  * other calls that race to set up page table entries.
1541  */
1542 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1543
1544 void unpin_user_page(struct page *page);
1545 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1546                                  bool make_dirty);
1547 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1548                                       bool make_dirty);
1549 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1550
1551 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1552 {
1553         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1554 }
1555
1556 #ifndef CONFIG_MMU
1557 static inline bool is_nommu_shared_mapping(vm_flags_t flags)
1558 {
1559         /*
1560          * NOMMU shared mappings are ordinary MAP_SHARED mappings and selected
1561          * R/O MAP_PRIVATE file mappings that are an effective R/O overlay of
1562          * a file mapping. R/O MAP_PRIVATE mappings might still modify
1563          * underlying memory if ptrace is active, so this is only possible if
1564          * ptrace does not apply. Note that there is no mprotect() to upgrade
1565          * write permissions later.
1566          */
1567         return flags & (VM_MAYSHARE | VM_MAYOVERLAY);
1568 }
1569 #endif
1570
1571 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1572 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1573 #endif
1574
1575 /*
1576  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1577  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1578  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1579  * node id available in page flags.
1580  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1581  * pages in a zone.
1582  */
1583 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1584 {
1585         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1586 }
1587
1588 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1589 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1590 #else
1591 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1592 {
1593         struct page *p = (struct page *)page;
1594
1595         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1596 }
1597 #endif
1598
1599 static inline int folio_nid(const struct folio *folio)
1600 {
1601         return page_to_nid(&folio->page);
1602 }
1603
1604 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1605 /* page access time bits needs to hold at least 4 seconds */
1606 #define PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS       12
1607 #if LAST_CPUPID_SHIFT < PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS
1608 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS                                \
1609         (PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS - LAST_CPUPID_SHIFT)
1610 #else
1611 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS        0
1612 #endif
1613
1614 #define PAGE_ACCESS_TIME_MASK                           \
1615         (LAST_CPUPID_MASK << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS)
1616
1617 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1618 {
1619         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1620 }
1621
1622 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1623 {
1624         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1625 }
1626
1627 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1628 {
1629         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1630 }
1631
1632 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1633 {
1634         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1635 }
1636
1637 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1638 {
1639         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1640 }
1641
1642 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1643 {
1644         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1645 }
1646
1647 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1648 {
1649         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1650 }
1651
1652 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1653 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1654 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1655 {
1656         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1657 }
1658
1659 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1660 {
1661         return page->_last_cpupid;
1662 }
1663 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1664 {
1665         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1666 }
1667 #else
1668 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1669 {
1670         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1671 }
1672
1673 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1674
1675 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1676 {
1677         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1678 }
1679 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1680
1681 static inline int xchg_page_access_time(struct page *page, int time)
1682 {
1683         int last_time;
1684
1685         last_time = page_cpupid_xchg_last(page, time >> PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS);
1686         return last_time << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS;
1687 }
1688
1689 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1690 {
1691         unsigned int pid_bit;
1692
1693         pid_bit = hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG));
1694         if (vma->numab_state && !test_bit(pid_bit, &vma->numab_state->access_pids[1])) {
1695                 __set_bit(pid_bit, &vma->numab_state->access_pids[1]);
1696         }
1697 }
1698 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1699 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1700 {
1701         return page_to_nid(page); /* XXX */
1702 }
1703
1704 static inline int xchg_page_access_time(struct page *page, int time)
1705 {
1706         return 0;
1707 }
1708
1709 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1710 {
1711         return page_to_nid(page); /* XXX */
1712 }
1713
1714 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1715 {
1716         return -1;
1717 }
1718
1719 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1720 {
1721         return -1;
1722 }
1723
1724 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1725 {
1726         return -1;
1727 }
1728
1729 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1730 {
1731         return -1;
1732 }
1733
1734 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1735 {
1736         return true;
1737 }
1738
1739 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1740 {
1741 }
1742
1743 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1744 {
1745         return false;
1746 }
1747
1748 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1749 {
1750 }
1751 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1752
1753 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1754
1755 /*
1756  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1757  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1758  * value 0x00 maps to 0xff.
1759  */
1760
1761 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1762 {
1763         u8 tag = 0xff;
1764
1765         if (kasan_enabled()) {
1766                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1767                 tag ^= 0xff;
1768         }
1769
1770         return tag;
1771 }
1772
1773 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1774 {
1775         unsigned long old_flags, flags;
1776
1777         if (!kasan_enabled())
1778                 return;
1779
1780         tag ^= 0xff;
1781         old_flags = READ_ONCE(page->flags);
1782         do {
1783                 flags = old_flags;
1784                 flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1785                 flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1786         } while (unlikely(!try_cmpxchg(&page->flags, &old_flags, flags)));
1787 }
1788
1789 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1790 {
1791         if (kasan_enabled())
1792                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1793 }
1794
1795 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1796
1797 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1798 {
1799         return 0xff;
1800 }
1801
1802 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1803 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1804
1805 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1806
1807 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1808 {
1809         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1810 }
1811
1812 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1813 {
1814         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1815 }
1816
1817 static inline struct zone *folio_zone(const struct folio *folio)
1818 {
1819         return page_zone(&folio->page);
1820 }
1821
1822 static inline pg_data_t *folio_pgdat(const struct folio *folio)
1823 {
1824         return page_pgdat(&folio->page);
1825 }
1826
1827 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1828 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1829 {
1830         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1831         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1832 }
1833
1834 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1835 {
1836         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1837 }
1838 #endif
1839
1840 /**
1841  * folio_pfn - Return the Page Frame Number of a folio.
1842  * @folio: The folio.
1843  *
1844  * A folio may contain multiple pages.  The pages have consecutive
1845  * Page Frame Numbers.
1846  *
1847  * Return: The Page Frame Number of the first page in the folio.
1848  */
1849 static inline unsigned long folio_pfn(struct folio *folio)
1850 {
1851         return page_to_pfn(&folio->page);
1852 }
1853
1854 static inline struct folio *pfn_folio(unsigned long pfn)
1855 {
1856         return page_folio(pfn_to_page(pfn));
1857 }
1858
1859 /**
1860  * folio_maybe_dma_pinned - Report if a folio may be pinned for DMA.
1861  * @folio: The folio.
1862  *
1863  * This function checks if a folio has been pinned via a call to
1864  * a function in the pin_user_pages() family.
1865  *
1866  * For small folios, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1867  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1868  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1869  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal folio references".
1870  *
1871  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a folio to
1872  * get that many refcounts, and b) all the callers of this routine are
1873  * expected to be able to deal gracefully with a false positive.
1874  *
1875  * For large folios, the result will be exactly correct. That's because
1876  * we have more tracking data available: the _pincount field is used
1877  * instead of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS scheme.
1878  *
1879  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1880  *
1881  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1882  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1883  */
1884 static inline bool folio_maybe_dma_pinned(struct folio *folio)
1885 {
1886         if (folio_test_large(folio))
1887                 return atomic_read(&folio->_pincount) > 0;
1888
1889         /*
1890          * folio_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1891          * folio_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1892          * further incrementing the refcount.
1893          *
1894          * Here, for that overflow case, use the sign bit to count a little
1895          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1896          */
1897         return ((unsigned int)folio_ref_count(folio)) >=
1898                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1899 }
1900
1901 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1902 {
1903         return folio_maybe_dma_pinned(page_folio(page));
1904 }
1905
1906 /*
1907  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1908  * should break the cow immediately for an anon page on the src mm.
1909  *
1910  * The caller has to hold the PT lock and the vma->vm_mm->->write_protect_seq.
1911  */
1912 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1913                                           struct page *page)
1914 {
1915         VM_BUG_ON(!(raw_read_seqcount(&vma->vm_mm->write_protect_seq) & 1));
1916
1917         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1918                 return false;
1919
1920         return page_maybe_dma_pinned(page);
1921 }
1922
1923 /**
1924  * is_zero_page - Query if a page is a zero page
1925  * @page: The page to query
1926  *
1927  * This returns true if @page is one of the permanent zero pages.
1928  */
1929 static inline bool is_zero_page(const struct page *page)
1930 {
1931         return is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1932 }
1933
1934 /**
1935  * is_zero_folio - Query if a folio is a zero page
1936  * @folio: The folio to query
1937  *
1938  * This returns true if @folio is one of the permanent zero pages.
1939  */
1940 static inline bool is_zero_folio(const struct folio *folio)
1941 {
1942         return is_zero_page(&folio->page);
1943 }
1944
1945 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin folios */
1946 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1947 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
1948 {
1949 #ifdef CONFIG_CMA
1950         int mt = folio_migratetype(folio);
1951
1952         if (mt == MIGRATE_CMA || mt == MIGRATE_ISOLATE)
1953                 return false;
1954 #endif
1955         /* The zero page can be "pinned" but gets special handling. */
1956         if (is_zero_folio(folio))
1957                 return true;
1958
1959         /* Coherent device memory must always allow eviction. */
1960         if (folio_is_device_coherent(folio))
1961                 return false;
1962
1963         /* Otherwise, non-movable zone folios can be pinned. */
1964         return !folio_is_zone_movable(folio);
1965
1966 }
1967 #else
1968 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
1969 {
1970         return true;
1971 }
1972 #endif
1973
1974 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1975 {
1976         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1977         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1978 }
1979
1980 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1981 {
1982         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1983         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1984 }
1985
1986 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1987         unsigned long node, unsigned long pfn)
1988 {
1989         set_page_zone(page, zone);
1990         set_page_node(page, node);
1991 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1992         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1993 #endif
1994 }
1995
1996 /**
1997  * folio_nr_pages - The number of pages in the folio.
1998  * @folio: The folio.
1999  *
2000  * Return: A positive power of two.
2001  */
2002 static inline long folio_nr_pages(struct folio *folio)
2003 {
2004         if (!folio_test_large(folio))
2005                 return 1;
2006 #ifdef CONFIG_64BIT
2007         return folio->_folio_nr_pages;
2008 #else
2009         return 1L << folio->_folio_order;
2010 #endif
2011 }
2012
2013 /*
2014  * compound_nr() returns the number of pages in this potentially compound
2015  * page.  compound_nr() can be called on a tail page, and is defined to
2016  * return 1 in that case.
2017  */
2018 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
2019 {
2020         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2021
2022         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
2023                 return 1;
2024 #ifdef CONFIG_64BIT
2025         return folio->_folio_nr_pages;
2026 #else
2027         return 1L << folio->_folio_order;
2028 #endif
2029 }
2030
2031 /**
2032  * thp_nr_pages - The number of regular pages in this huge page.
2033  * @page: The head page of a huge page.
2034  */
2035 static inline int thp_nr_pages(struct page *page)
2036 {
2037         return folio_nr_pages((struct folio *)page);
2038 }
2039
2040 /**
2041  * folio_next - Move to the next physical folio.
2042  * @folio: The folio we're currently operating on.
2043  *
2044  * If you have physically contiguous memory which may span more than
2045  * one folio (eg a &struct bio_vec), use this function to move from one
2046  * folio to the next.  Do not use it if the memory is only virtually
2047  * contiguous as the folios are almost certainly not adjacent to each
2048  * other.  This is the folio equivalent to writing ``page++``.
2049  *
2050  * Context: We assume that the folios are refcounted and/or locked at a
2051  * higher level and do not adjust the reference counts.
2052  * Return: The next struct folio.
2053  */
2054 static inline struct folio *folio_next(struct folio *folio)
2055 {
2056         return (struct folio *)folio_page(folio, folio_nr_pages(folio));
2057 }
2058
2059 /**
2060  * folio_shift - The size of the memory described by this folio.
2061  * @folio: The folio.
2062  *
2063  * A folio represents a number of bytes which is a power-of-two in size.
2064  * This function tells you which power-of-two the folio is.  See also
2065  * folio_size() and folio_order().
2066  *
2067  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2068  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2069  * Return: The base-2 logarithm of the size of this folio.
2070  */
2071 static inline unsigned int folio_shift(struct folio *folio)
2072 {
2073         return PAGE_SHIFT + folio_order(folio);
2074 }
2075
2076 /**
2077  * folio_size - The number of bytes in a folio.
2078  * @folio: The folio.
2079  *
2080  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2081  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2082  * Return: The number of bytes in this folio.
2083  */
2084 static inline size_t folio_size(struct folio *folio)
2085 {
2086         return PAGE_SIZE << folio_order(folio);
2087 }
2088
2089 /**
2090  * folio_estimated_sharers - Estimate the number of sharers of a folio.
2091  * @folio: The folio.
2092  *
2093  * folio_estimated_sharers() aims to serve as a function to efficiently
2094  * estimate the number of processes sharing a folio. This is done by
2095  * looking at the precise mapcount of the first subpage in the folio, and
2096  * assuming the other subpages are the same. This may not be true for large
2097  * folios. If you want exact mapcounts for exact calculations, look at
2098  * page_mapcount() or folio_total_mapcount().
2099  *
2100  * Return: The estimated number of processes sharing a folio.
2101  */
2102 static inline int folio_estimated_sharers(struct folio *folio)
2103 {
2104         return page_mapcount(folio_page(folio, 0));
2105 }
2106
2107 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_PAGE_ACCESSIBLE
2108 static inline int arch_make_page_accessible(struct page *page)
2109 {
2110         return 0;
2111 }
2112 #endif
2113
2114 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_FOLIO_ACCESSIBLE
2115 static inline int arch_make_folio_accessible(struct folio *folio)
2116 {
2117         int ret;
2118         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
2119
2120         for (i = 0; i < nr; i++) {
2121                 ret = arch_make_page_accessible(folio_page(folio, i));
2122                 if (ret)
2123                         break;
2124         }
2125
2126         return ret;
2127 }
2128 #endif
2129
2130 /*
2131  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
2132  */
2133 #include <linux/vmstat.h>
2134
2135 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
2136 {
2137         return page_to_virt(page);
2138 }
2139
2140 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2141 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
2142 #endif
2143
2144 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2145 static inline void *page_address(const struct page *page)
2146 {
2147         return page->virtual;
2148 }
2149 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
2150 {
2151         page->virtual = address;
2152 }
2153 #define page_address_init()  do { } while(0)
2154 #endif
2155
2156 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
2157 void *page_address(const struct page *page);
2158 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
2159 void page_address_init(void);
2160 #endif
2161
2162 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2163 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
2164 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
2165 #define page_address_init()  do { } while(0)
2166 #endif
2167
2168 static inline void *folio_address(const struct folio *folio)
2169 {
2170         return page_address(&folio->page);
2171 }
2172
2173 extern void *page_rmapping(struct page *page);
2174 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
2175
2176 /*
2177  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
2178  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
2179  */
2180 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
2181 {
2182         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
2183                 return __page_file_index(page);
2184         return page->index;
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Return true only if the page has been allocated with
2189  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2190  * met implying that the system is under some pressure.
2191  */
2192 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
2193 {
2194         /*
2195          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2196          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2197          * they do not need to preserve that information.
2198          */
2199         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Return true only if the folio has been allocated with
2204  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2205  * met implying that the system is under some pressure.
2206  */
2207 static inline bool folio_is_pfmemalloc(const struct folio *folio)
2208 {
2209         /*
2210          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2211          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2212          * they do not need to preserve that information.
2213          */
2214         return (uintptr_t)folio->lru.next & BIT(1);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
2219  * page.
2220  */
2221 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
2222 {
2223         page->lru.next = (void *)BIT(1);
2224 }
2225
2226 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
2227 {
2228         page->lru.next = NULL;
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
2233  */
2234 extern void pagefault_out_of_memory(void);
2235
2236 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
2237 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
2238 #define offset_in_folio(folio, p) ((unsigned long)(p) & (folio_size(folio) - 1))
2239
2240 /*
2241  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
2242  * various contexts.
2243  */
2244 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
2245
2246 extern void __show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask, int max_zone_idx);
2247 static void __maybe_unused show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask)
2248 {
2249         __show_free_areas(flags, nodemask, MAX_NR_ZONES - 1);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
2254  */
2255 struct zap_details {
2256         struct folio *single_folio;     /* Locked folio to be unmapped */
2257         bool even_cows;                 /* Zap COWed private pages too? */
2258         zap_flags_t zap_flags;          /* Extra flags for zapping */
2259 };
2260
2261 /*
2262  * Whether to drop the pte markers, for example, the uffd-wp information for
2263  * file-backed memory.  This should only be specified when we will completely
2264  * drop the page in the mm, either by truncation or unmapping of the vma.  By
2265  * default, the flag is not set.
2266  */
2267 #define  ZAP_FLAG_DROP_MARKER        ((__force zap_flags_t) BIT(0))
2268 /* Set in unmap_vmas() to indicate a final unmap call.  Only used by hugetlb */
2269 #define  ZAP_FLAG_UNMAP              ((__force zap_flags_t) BIT(1))
2270
2271 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
2272 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t);
2273 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t);
2274 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t);
2275 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t);
2276 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2277 {
2278         return t->mm_cid;
2279 }
2280 #else
2281 static inline void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t) { }
2282 static inline void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t) { }
2283 static inline void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t) { }
2284 static inline void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t) { }
2285 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2286 {
2287         /*
2288          * Use the processor id as a fall-back when the mm cid feature is
2289          * disabled. This provides functional per-cpu data structure accesses
2290          * in user-space, althrough it won't provide the memory usage benefits.
2291          */
2292         return raw_smp_processor_id();
2293 }
2294 #endif
2295
2296 #ifdef CONFIG_MMU
2297 extern bool can_do_mlock(void);
2298 #else
2299 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
2300 #endif
2301 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
2302 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
2303
2304 struct folio *vm_normal_folio(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2305                              pte_t pte);
2306 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2307                              pte_t pte);
2308 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2309                                 pmd_t pmd);
2310
2311 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2312                   unsigned long size);
2313 void zap_page_range_single(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2314                            unsigned long size, struct zap_details *details);
2315 static inline void zap_vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2316 {
2317         zap_page_range_single(vma, vma->vm_start,
2318                               vma->vm_end - vma->vm_start, NULL);
2319 }
2320 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct maple_tree *mt,
2321                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start,
2322                 unsigned long end, bool mm_wr_locked);
2323
2324 struct mmu_notifier_range;
2325
2326 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
2327                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
2328 int
2329 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
2330 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2331                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
2332 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2333         unsigned long *pfn);
2334 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2335                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
2336 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2337                         void *buf, int len, int write);
2338
2339 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
2340 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
2341 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
2342 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
2343 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
2344
2345 struct vm_area_struct *lock_mm_and_find_vma(struct mm_struct *mm,
2346                 unsigned long address, struct pt_regs *regs);
2347
2348 #ifdef CONFIG_MMU
2349 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2350                                   unsigned long address, unsigned int flags,
2351                                   struct pt_regs *regs);
2352 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
2353                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
2354                             bool *unlocked);
2355 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2356                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
2357 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2358                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
2359 #else
2360 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2361                                          unsigned long address, unsigned int flags,
2362                                          struct pt_regs *regs)
2363 {
2364         /* should never happen if there's no MMU */
2365         BUG();
2366         return VM_FAULT_SIGBUS;
2367 }
2368 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2369                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
2370 {
2371         /* should never happen if there's no MMU */
2372         BUG();
2373         return -EFAULT;
2374 }
2375 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2376                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
2377 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2378                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
2379 #endif
2380
2381 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2382                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
2383 {
2384         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
2385 }
2386
2387 static inline struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm,
2388                                                 unsigned long addr);
2389
2390 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
2391                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2392 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2393                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2394 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2395                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2396
2397 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2398                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2399                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2400                            int *locked);
2401 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2402                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2403                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2404                            int *locked);
2405
2406 static inline struct page *get_user_page_vma_remote(struct mm_struct *mm,
2407                                                     unsigned long addr,
2408                                                     int gup_flags,
2409                                                     struct vm_area_struct **vmap)
2410 {
2411         struct page *page;
2412         struct vm_area_struct *vma;
2413         int got = get_user_pages_remote(mm, addr, 1, gup_flags, &page, NULL);
2414
2415         if (got < 0)
2416                 return ERR_PTR(got);
2417         if (got == 0)
2418                 return NULL;
2419
2420         vma = vma_lookup(mm, addr);
2421         if (WARN_ON_ONCE(!vma)) {
2422                 put_page(page);
2423                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2424         }
2425
2426         *vmap = vma;
2427         return page;
2428 }
2429
2430 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2431                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2432 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2433                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2434 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2435                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2436 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2437                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2438
2439 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2440                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2441 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2442                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2443 void folio_add_pin(struct folio *folio);
2444
2445 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
2446 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
2447                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
2448
2449 struct kvec;
2450 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
2451
2452 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio);
2453 bool set_page_dirty(struct page *page);
2454 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
2455
2456 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
2457
2458 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
2459                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
2460                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
2461                 bool need_rmap_locks);
2462
2463 /*
2464  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
2465  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
2466  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
2467  * time.
2468  */
2469 /*
2470  * Whether we should manually check if we can map individual PTEs writable,
2471  * because something (e.g., COW, uffd-wp) blocks that from happening for all
2472  * PTEs automatically in a writable mapping.
2473  */
2474 #define  MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE         (1UL << 0)
2475 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
2476 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
2477 /* Whether this change is for write protecting */
2478 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
2479 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
2480 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
2481                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
2482
2483 bool vma_needs_dirty_tracking(struct vm_area_struct *vma);
2484 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2485 static inline bool vma_wants_manual_pte_write_upgrade(struct vm_area_struct *vma)
2486 {
2487         /*
2488          * We want to check manually if we can change individual PTEs writable
2489          * if we can't do that automatically for all PTEs in a mapping. For
2490          * private mappings, that's always the case when we have write
2491          * permissions as we properly have to handle COW.
2492          */
2493         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
2494                 return vma_wants_writenotify(vma, vma->vm_page_prot);
2495         return !!(vma->vm_flags & VM_WRITE);
2496
2497 }
2498 bool can_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2499                              pte_t pte);
2500 extern long change_protection(struct mmu_gather *tlb,
2501                               struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2502                               unsigned long end, unsigned long cp_flags);
2503 extern int mprotect_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct mmu_gather *tlb,
2504           struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **pprev,
2505           unsigned long start, unsigned long end, unsigned long newflags);
2506
2507 /*
2508  * doesn't attempt to fault and will return short.
2509  */
2510 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2511                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2512
2513 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
2514                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
2515 {
2516         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
2517 }
2518 /*
2519  * per-process(per-mm_struct) statistics.
2520  */
2521 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2522 {
2523         return percpu_counter_read_positive(&mm->rss_stat[member]);
2524 }
2525
2526 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member);
2527
2528 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
2529 {
2530         percpu_counter_add(&mm->rss_stat[member], value);
2531
2532         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2533 }
2534
2535 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2536 {
2537         percpu_counter_inc(&mm->rss_stat[member]);
2538
2539         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2540 }
2541
2542 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2543 {
2544         percpu_counter_dec(&mm->rss_stat[member]);
2545
2546         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2547 }
2548
2549 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
2550 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
2551 {
2552         if (PageSwapBacked(page))
2553                 return MM_SHMEMPAGES;
2554         return MM_FILEPAGES;
2555 }
2556
2557 static inline int mm_counter(struct page *page)
2558 {
2559         if (PageAnon(page))
2560                 return MM_ANONPAGES;
2561         return mm_counter_file(page);
2562 }
2563
2564 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2565 {
2566         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
2567                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
2568                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
2569 }
2570
2571 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2572 {
2573         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
2574 }
2575
2576 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2577 {
2578         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
2579 }
2580
2581 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2582 {
2583         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
2584
2585         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
2586                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
2587 }
2588
2589 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2590 {
2591         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2592                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2593 }
2594
2595 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2596 {
2597         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2598 }
2599
2600 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2601                                          struct mm_struct *mm)
2602 {
2603         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2604
2605         if (*maxrss < hiwater_rss)
2606                 *maxrss = hiwater_rss;
2607 }
2608
2609 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2610 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2611 #else
2612 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2613 {
2614 }
2615 #endif
2616
2617 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2618 static inline int pte_special(pte_t pte)
2619 {
2620         return 0;
2621 }
2622
2623 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2624 {
2625         return pte;
2626 }
2627 #endif
2628
2629 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2630 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2631 {
2632         return 0;
2633 }
2634 #endif
2635
2636 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2637                                spinlock_t **ptl);
2638 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2639                                     spinlock_t **ptl)
2640 {
2641         pte_t *ptep;
2642         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2643         return ptep;
2644 }
2645
2646 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2647 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2648                                                 unsigned long address)
2649 {
2650         return 0;
2651 }
2652 #else
2653 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2654 #endif
2655
2656 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2657 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2658                                                 unsigned long address)
2659 {
2660         return 0;
2661 }
2662 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2663 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2664
2665 #else
2666 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2667
2668 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2669 {
2670         if (mm_pud_folded(mm))
2671                 return;
2672         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2673 }
2674
2675 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2676 {
2677         if (mm_pud_folded(mm))
2678                 return;
2679         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2680 }
2681 #endif
2682
2683 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2684 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2685                                                 unsigned long address)
2686 {
2687         return 0;
2688 }
2689
2690 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2691 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2692
2693 #else
2694 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2695
2696 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2697 {
2698         if (mm_pmd_folded(mm))
2699                 return;
2700         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2701 }
2702
2703 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2704 {
2705         if (mm_pmd_folded(mm))
2706                 return;
2707         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2708 }
2709 #endif
2710
2711 #ifdef CONFIG_MMU
2712 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2713 {
2714         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2715 }
2716
2717 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2718 {
2719         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2720 }
2721
2722 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2723 {
2724         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2725 }
2726
2727 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2728 {
2729         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2730 }
2731 #else
2732
2733 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2734 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2735 {
2736         return 0;
2737 }
2738
2739 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2740 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2741 #endif
2742
2743 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2744 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2745
2746 #if defined(CONFIG_MMU)
2747
2748 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2749                 unsigned long address)
2750 {
2751         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2752                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2753 }
2754
2755 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2756                 unsigned long address)
2757 {
2758         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2759                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2760 }
2761
2762 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2763 {
2764         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2765                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2766 }
2767 #endif /* CONFIG_MMU */
2768
2769 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2770 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2771 void __init ptlock_cache_init(void);
2772 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2773 extern void ptlock_free(struct page *page);
2774
2775 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2776 {
2777         return page->ptl;
2778 }
2779 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2780 static inline void ptlock_cache_init(void)
2781 {
2782 }
2783
2784 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2785 {
2786         return true;
2787 }
2788
2789 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2790 {
2791 }
2792
2793 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2794 {
2795         return &page->ptl;
2796 }
2797 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2798
2799 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2800 {
2801         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2802 }
2803
2804 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2805 {
2806         /*
2807          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2808          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2809          *
2810          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2811          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2812          */
2813         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2814         if (!ptlock_alloc(page))
2815                 return false;
2816         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2817         return true;
2818 }
2819
2820 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2821 /*
2822  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2823  */
2824 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2825 {
2826         return &mm->page_table_lock;
2827 }
2828 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2829 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2830 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2831 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2832
2833 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2834 {
2835         if (!ptlock_init(page))
2836                 return false;
2837         __SetPageTable(page);
2838         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2839         return true;
2840 }
2841
2842 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2843 {
2844         ptlock_free(page);
2845         __ClearPageTable(page);
2846         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2847 }
2848
2849 pte_t *__pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr, pmd_t *pmdvalp);
2850 static inline pte_t *pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
2851 {
2852         return __pte_offset_map(pmd, addr, NULL);
2853 }
2854
2855 pte_t *__pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2856                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2857 static inline pte_t *pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2858                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp)
2859 {
2860         pte_t *pte;
2861
2862         __cond_lock(*ptlp, pte = __pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, ptlp));
2863         return pte;
2864 }
2865
2866 pte_t *pte_offset_map_nolock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2867                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2868
2869 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2870         spin_unlock(ptl);                               \
2871         pte_unmap(pte);                                 \
2872 } while (0)
2873
2874 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2875
2876 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2877         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2878
2879 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2880         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2881                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2882
2883 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2884         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2885                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2886
2887 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2888
2889 static inline struct page *pmd_pgtable_page(pmd_t *pmd)
2890 {
2891         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2892         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2893 }
2894
2895 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2896 {
2897         return ptlock_ptr(pmd_pgtable_page(pmd));
2898 }
2899
2900 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2901 {
2902 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2903         page->pmd_huge_pte = NULL;
2904 #endif
2905         return ptlock_init(page);
2906 }
2907
2908 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2909 {
2910 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2911         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2912 #endif
2913         ptlock_free(page);
2914 }
2915
2916 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_pgtable_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2917
2918 #else
2919
2920 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2921 {
2922         return &mm->page_table_lock;
2923 }
2924
2925 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2926 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2927
2928 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2929
2930 #endif
2931
2932 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2933 {
2934         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2935         spin_lock(ptl);
2936         return ptl;
2937 }
2938
2939 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2940 {
2941         if (!pmd_ptlock_init(page))
2942                 return false;
2943         __SetPageTable(page);
2944         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2945         return true;
2946 }
2947
2948 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2949 {
2950         pmd_ptlock_free(page);
2951         __ClearPageTable(page);
2952         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2953 }
2954
2955 /*
2956  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2957  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2958  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2959  * which need to be converted from page_table_lock.
2960  */
2961 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2962 {
2963         return &mm->page_table_lock;
2964 }
2965
2966 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2967 {
2968         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2969
2970         spin_lock(ptl);
2971         return ptl;
2972 }
2973
2974 extern void __init pagecache_init(void);
2975 extern void free_initmem(void);
2976
2977 /*
2978  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2979  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2980  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2981  * Return pages freed into the buddy system.
2982  */
2983 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2984                                         int poison, const char *s);
2985
2986 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2987
2988 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
2989                                    phys_addr_t end, int nid);
2990
2991 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2992 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2993 {
2994         ClearPageReserved(page);
2995         init_page_count(page);
2996         __free_page(page);
2997         adjust_managed_page_count(page, 1);
2998 }
2999 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
3000
3001 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
3002 {
3003         SetPageReserved(page);
3004         adjust_managed_page_count(page, -1);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
3009  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
3010  * range [0, UCHAR_MAX].
3011  * Return pages freed into the buddy system.
3012  */
3013 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
3014 {
3015         extern char __init_begin[], __init_end[];
3016
3017         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
3018                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
3019 }
3020
3021 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
3022 {
3023         int nid;
3024         unsigned long phys_pages = 0;
3025
3026         for_each_online_node(nid)
3027                 phys_pages += node_present_pages(nid);
3028
3029         return phys_pages;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
3034  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
3035  * architecture independent manner.
3036  *
3037  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
3038  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
3039  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
3040  * usage, an architecture is expected to do something like
3041  *
3042  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
3043  *                                                       max_highmem_pfn};
3044  * for_each_valid_physical_page_range()
3045  *      memblock_add_node(base, size, nid, MEMBLOCK_NONE)
3046  * free_area_init(max_zone_pfns);
3047  */
3048 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
3049 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
3050 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
3051                                                 unsigned long end_pfn);
3052 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3053                                                 unsigned long end_pfn);
3054 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3055                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
3056
3057 #ifndef CONFIG_NUMA
3058 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3059 {
3060         return 0;
3061 }
3062 #else
3063 /* please see mm/page_alloc.c */
3064 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
3065 #endif
3066
3067 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
3068 extern void mem_init(void);
3069 extern void __init mmap_init(void);
3070
3071 extern void __show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask, int max_zone_idx);
3072 static inline void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask)
3073 {
3074         __show_mem(flags, nodemask, MAX_NR_ZONES - 1);
3075 }
3076 extern long si_mem_available(void);
3077 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
3078 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
3079 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
3080 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
3081 #endif
3082
3083 extern __printf(3, 4)
3084 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
3085
3086 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
3087
3088 /* nommu.c */
3089 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
3090 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
3091
3092 /* interval_tree.c */
3093 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
3094                               struct rb_root_cached *root);
3095 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
3096                                     struct vm_area_struct *prev,
3097                                     struct rb_root_cached *root);
3098 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
3099                               struct rb_root_cached *root);
3100 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3101                                 unsigned long start, unsigned long last);
3102 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
3103                                 unsigned long start, unsigned long last);
3104
3105 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
3106         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
3107              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
3108
3109 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
3110                                    struct rb_root_cached *root);
3111 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
3112                                    struct rb_root_cached *root);
3113 struct anon_vma_chain *
3114 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3115                                   unsigned long start, unsigned long last);
3116 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
3117         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
3118 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
3119 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
3120 #endif
3121
3122 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
3123         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
3124              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
3125
3126 /* mmap.c */
3127 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
3128 extern int vma_expand(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3129                       unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff,
3130                       struct vm_area_struct *next);
3131 extern int vma_shrink(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3132                        unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff);
3133 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct vma_iterator *vmi,
3134         struct mm_struct *, struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr,
3135         unsigned long end, unsigned long vm_flags, struct anon_vma *,
3136         struct file *, pgoff_t, struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx,
3137         struct anon_vma_name *);
3138 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
3139 extern int __split_vma(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *,
3140                        unsigned long addr, int new_below);
3141 extern int split_vma(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *,
3142                          unsigned long addr, int new_below);
3143 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
3144 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
3145 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
3146         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
3147         bool *need_rmap_locks);
3148 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
3149
3150 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
3151                                     unsigned long new,
3152                                     unsigned long start,
3153                                     unsigned long end_data,
3154                                     unsigned long start_data)
3155 {
3156         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
3157                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
3158                         return -ENOSPC;
3159         }
3160
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
3165 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
3166
3167 extern int set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3168 extern int replace_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3169 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
3170 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
3171
3172 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
3173 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
3174
3175 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
3176                                    const struct vm_special_mapping *sm);
3177 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3178                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3179                                    unsigned long flags,
3180                                    const struct vm_special_mapping *spec);
3181 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
3182 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3183                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3184                                    unsigned long flags, struct page **pages);
3185
3186 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
3187 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
3188
3189 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3190
3191 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
3192         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
3193         struct list_head *uf);
3194 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
3195         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
3196         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
3197 extern int do_vmi_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct mm_struct *mm,
3198                          unsigned long start, size_t len, struct list_head *uf,
3199                          bool unlock);
3200 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
3201                      struct list_head *uf);
3202 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
3203
3204 #ifdef CONFIG_MMU
3205 extern int do_vma_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3206                          unsigned long start, unsigned long end,
3207                          struct list_head *uf, bool unlock);
3208 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
3209                          int ignore_errors);
3210 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
3211 {
3212         /* Ignore errors */
3213         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
3214 }
3215 #else
3216 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
3217 #endif
3218
3219 /* These take the mm semaphore themselves */
3220 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
3221 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3222 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
3223 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
3224         unsigned long, unsigned long,
3225         unsigned long, unsigned long);
3226
3227 struct vm_unmapped_area_info {
3228 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
3229         unsigned long flags;
3230         unsigned long length;
3231         unsigned long low_limit;
3232         unsigned long high_limit;
3233         unsigned long align_mask;
3234         unsigned long align_offset;
3235 };
3236
3237 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
3238
3239 /* truncate.c */
3240 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
3241 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
3242                                        loff_t lstart, loff_t lend);
3243 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
3244
3245 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
3246 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
3247 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3248                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
3249 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
3250
3251 extern unsigned long stack_guard_gap;
3252 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
3253 int expand_stack_locked(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3254 struct vm_area_struct *expand_stack(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3255
3256 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
3257 int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3258
3259 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
3260 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3261 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
3262                                              struct vm_area_struct **pprev);
3263
3264 /*
3265  * Look up the first VMA which intersects the interval [start_addr, end_addr)
3266  * NULL if none.  Assume start_addr < end_addr.
3267  */
3268 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
3269                         unsigned long start_addr, unsigned long end_addr);
3270
3271 /**
3272  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
3273  * @mm: The process address space.
3274  * @addr: The user address.
3275  *
3276  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
3277  */
3278 static inline
3279 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3280 {
3281         return mtree_load(&mm->mm_mt, addr);
3282 }
3283
3284 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3285 {
3286         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
3287
3288         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
3289                 vm_start -= stack_guard_gap;
3290                 if (vm_start > vma->vm_start)
3291                         vm_start = 0;
3292         }
3293         return vm_start;
3294 }
3295
3296 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
3297 {
3298         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
3299
3300         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
3301                 vm_end += stack_guard_gap;
3302                 if (vm_end < vma->vm_end)
3303                         vm_end = -PAGE_SIZE;
3304         }
3305         return vm_end;
3306 }
3307
3308 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
3309 {
3310         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
3311 }
3312
3313 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
3314 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
3315                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
3316 {
3317         struct vm_area_struct *vma = vma_lookup(mm, vm_start);
3318
3319         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
3320                 vma = NULL;
3321
3322         return vma;
3323 }
3324
3325 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
3326                                 unsigned long start, unsigned long end)
3327 {
3328         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
3329 }
3330
3331 #ifdef CONFIG_MMU
3332 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
3333 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
3334 #else
3335 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
3336 {
3337         return __pgprot(0);
3338 }
3339 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
3340 {
3341         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
3342 }
3343 #endif
3344
3345 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
3346
3347 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3348 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
3349                         unsigned long start, unsigned long end);
3350 #endif
3351
3352 struct vm_area_struct *find_extend_vma_locked(struct mm_struct *,
3353                 unsigned long addr);
3354 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
3355                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
3356 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3357                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
3358 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
3359 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3360                         struct page **pages, unsigned long *num);
3361 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3362                                 unsigned long num);
3363 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3364                                 unsigned long num);
3365 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3366                         unsigned long pfn);
3367 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3368                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
3369 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3370                         pfn_t pfn);
3371 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
3372                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
3373 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
3374
3375 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
3376                                 unsigned long addr, struct page *page)
3377 {
3378         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
3379
3380         if (err == -ENOMEM)
3381                 return VM_FAULT_OOM;
3382         if (err < 0 && err != -EBUSY)
3383                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3384
3385         return VM_FAULT_NOPAGE;
3386 }
3387
3388 #ifndef io_remap_pfn_range
3389 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
3390                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
3391                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
3392 {
3393         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
3394 }
3395 #endif
3396
3397 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
3398 {
3399         if (err == -ENOMEM)
3400                 return VM_FAULT_OOM;
3401         else if (err == -EHWPOISON)
3402                 return VM_FAULT_HWPOISON;
3403         return VM_FAULT_SIGBUS;
3404 }
3405
3406 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
3407                          unsigned int foll_flags);
3408
3409 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
3410 {
3411         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
3412                 return -ENOMEM;
3413         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
3414                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
3415         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
3416                 return -EFAULT;
3417         return 0;
3418 }
3419
3420 /*
3421  * Indicates whether GUP can follow a PROT_NONE mapped page, or whether
3422  * a (NUMA hinting) fault is required.
3423  */
3424 static inline bool gup_can_follow_protnone(unsigned int flags)
3425 {
3426         /*
3427          * FOLL_FORCE has to be able to make progress even if the VMA is
3428          * inaccessible. Further, FOLL_FORCE access usually does not represent
3429          * application behaviour and we should avoid triggering NUMA hinting
3430          * faults.
3431          */
3432         return flags & FOLL_FORCE;
3433 }
3434
3435 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
3436 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
3437                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
3438 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
3439                                    unsigned long address, unsigned long size,
3440                                    pte_fn_t fn, void *data);
3441
3442 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
3443 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
3444 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
3445 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
3446 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
3447 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
3448 {
3449         return _page_poisoning_enabled_early;
3450 }
3451 /*
3452  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
3453  * false negative result is not harmful when called too early.
3454  */
3455 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
3456 {
3457         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
3458 }
3459 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
3460 {
3461         if (page_poisoning_enabled_static())
3462                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
3463 }
3464 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
3465 {
3466         if (page_poisoning_enabled_static())
3467                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
3468 }
3469 #else
3470 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
3471 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
3472 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
3473 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3474 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3475 #endif
3476
3477 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
3478 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
3479 {
3480         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
3481                                 &init_on_alloc))
3482                 return true;
3483         return flags & __GFP_ZERO;
3484 }
3485
3486 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
3487 static inline bool want_init_on_free(void)
3488 {
3489         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
3490                                    &init_on_free);
3491 }
3492
3493 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
3494 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3495
3496 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3497 {
3498         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3499                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3500 }
3501
3502 /*
3503  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3504  * false negative result is not harmful when called too early.
3505  */
3506 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3507 {
3508         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3509                 return false;
3510
3511         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3512 }
3513
3514 /*
3515  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3516  * __kernel_map_pages() never fails
3517  */
3518 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3519 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3520 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3521 {
3522         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3523                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3524 }
3525
3526 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3527 {
3528         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3529                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3530 }
3531
3532 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3533 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3534
3535 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3536 {
3537         return _debug_guardpage_minorder;
3538 }
3539
3540 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3541 {
3542         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3543 }
3544
3545 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3546 {
3547         if (!debug_guardpage_enabled())
3548                 return false;
3549
3550         return PageGuard(page);
3551 }
3552
3553 bool __set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3554                       int migratetype);
3555 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3556                                   unsigned int order, int migratetype)
3557 {
3558         if (!debug_guardpage_enabled())
3559                 return false;
3560         return __set_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3561 }
3562
3563 void __clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3564                         int migratetype);
3565 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3566                                     unsigned int order, int migratetype)
3567 {
3568         if (!debug_guardpage_enabled())
3569                 return;
3570         __clear_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3571 }
3572
3573 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3574 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3575 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3576 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3577 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3578 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3579 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3580                         unsigned int order, int migratetype) { return false; }
3581 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3582                                 unsigned int order, int migratetype) {}
3583 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3584
3585 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3586 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3587 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3588 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3589 #else
3590 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3591 {
3592         return NULL;
3593 }
3594 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3595 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3596 {
3597         return 0;
3598 }
3599 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3600
3601 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3602
3603 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3604 extern int sysctl_drop_caches;
3605 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3606                 loff_t *);
3607 #endif
3608
3609 void drop_slab(void);
3610
3611 #ifndef CONFIG_MMU
3612 #define randomize_va_space 0
3613 #else
3614 extern int randomize_va_space;
3615 #endif
3616
3617 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3618 #ifdef CONFIG_MMU
3619 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3620 #else
3621 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3622 {
3623 }
3624 #endif
3625
3626 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3627 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3628                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap,
3629                 struct dev_pagemap *pgmap);
3630 void pmd_init(void *addr);
3631 void pud_init(void *addr);
3632 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3633 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3634 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3635 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3636 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3637                             struct vmem_altmap *altmap, struct page *reuse);
3638 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3639 struct vmem_altmap;
3640 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3641                               struct vmem_altmap *altmap);
3642 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3643 void vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmd, void *p, int node,
3644                      unsigned long addr, unsigned long next);
3645 int vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmd, int node,
3646                       unsigned long addr, unsigned long next);
3647 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3648                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3649 int vmemmap_populate_hugepages(unsigned long start, unsigned long end,
3650                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3651 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3652                 struct vmem_altmap *altmap);
3653 void vmemmap_populate_print_last(void);
3654 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3655 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3656                 struct vmem_altmap *altmap);
3657 #endif
3658
3659 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_OPTIMIZE_VMEMMAP
3660 static inline bool vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3661                                            struct dev_pagemap *pgmap)
3662 {
3663         return is_power_of_2(sizeof(struct page)) &&
3664                 pgmap && (pgmap_vmemmap_nr(pgmap) > 1) && !altmap;
3665 }
3666 #else
3667 static inline bool vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3668                                            struct dev_pagemap *pgmap)
3669 {
3670         return false;
3671 }
3672 #endif
3673
3674 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3675                                   unsigned long nr_pages);
3676
3677 enum mf_flags {
3678         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3679         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3680         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3681         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3682         MF_UNPOISON = 1 << 4,
3683         MF_SW_SIMULATED = 1 << 5,
3684         MF_NO_RETRY = 1 << 6,
3685 };
3686 int mf_dax_kill_procs(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3687                       unsigned long count, int mf_flags);
3688 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3689 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3690 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3691 extern void shake_page(struct page *p);
3692 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3693 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3694 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
3695 /*
3696  * Sysfs entries for memory failure handling statistics.
3697  */
3698 extern const struct attribute_group memory_failure_attr_group;
3699 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3700 extern int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3701                                         bool *migratable_cleared);
3702 void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn);
3703 void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i);
3704 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
3705 #else
3706 static inline void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
3707 {
3708 }
3709
3710 static inline int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3711                                         bool *migratable_cleared)
3712 {
3713         return 0;
3714 }
3715
3716 static inline void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn)
3717 {
3718 }
3719
3720 static inline void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i)
3721 {
3722 }
3723 #endif
3724
3725 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_KSM)
3726 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, struct page *p,
3727                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
3728                      unsigned long ksm_addr);
3729 #endif
3730
3731 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3732 extern void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn);
3733 extern void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i);
3734 #else
3735 static inline void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn)
3736 {
3737 }
3738
3739 static inline void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i)
3740 {
3741 }
3742 #endif
3743
3744 #ifndef arch_memory_failure
3745 static inline int arch_memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
3746 {
3747         return -ENXIO;
3748 }
3749 #endif
3750
3751 #ifndef arch_is_platform_page
3752 static inline bool arch_is_platform_page(u64 paddr)
3753 {
3754         return false;
3755 }
3756 #endif
3757
3758 /*
3759  * Error handlers for various types of pages.
3760  */
3761 enum mf_result {
3762         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3763         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3764         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3765         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3766 };
3767
3768 enum mf_action_page_type {
3769         MF_MSG_KERNEL,
3770         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3771         MF_MSG_SLAB,
3772         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3773         MF_MSG_HUGE,
3774         MF_MSG_FREE_HUGE,
3775         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3776         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3777         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3778         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3779         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3780         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3781         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3782         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3783         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3784         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3785         MF_MSG_BUDDY,
3786         MF_MSG_DAX,
3787         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3788         MF_MSG_UNKNOWN,
3789 };
3790
3791 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3792 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3793                             unsigned long addr_hint,
3794                             unsigned int pages_per_huge_page);
3795 int copy_user_large_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
3796                           unsigned long addr_hint,
3797                           struct vm_area_struct *vma);
3798 long copy_folio_from_user(struct folio *dst_folio,
3799                            const void __user *usr_src,
3800                            bool allow_pagefault);
3801
3802 /**
3803  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3804  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3805  *
3806  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3807  * the definition in vm_normal_page().
3808  *
3809  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3810  * false otherwise.
3811  */
3812 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3813 {
3814         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3815                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3816 }
3817
3818 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3819
3820 #if MAX_NUMNODES > 1
3821 void __init setup_nr_node_ids(void);
3822 #else
3823 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3824 #endif
3825
3826 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3827
3828 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3829 {
3830         return !memcmp_pages(page1, page2);
3831 }
3832
3833 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3834 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3835                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3836                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3837                                                 unsigned long *bitmap,
3838                                                 pgoff_t *start,
3839                                                 pgoff_t *end);
3840
3841 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3842                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3843 #endif
3844
3845 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3846
3847 #ifdef CONFIG_PRINTK
3848 void mem_dump_obj(void *object);
3849 #else
3850 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3851 #endif
3852
3853 /**
3854  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3855  * @seals: the seals to check
3856  * @vma: the vma to operate on
3857  *
3858  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3859  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3860  */
3861 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3862 {
3863         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3864                 /*
3865                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3866                  * "future write" seal active.
3867                  */
3868                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3869                         return -EPERM;
3870
3871                 /*
3872                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3873                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3874                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3875                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3876                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3877                  */
3878                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3879                         vm_flags_clear(vma, VM_MAYWRITE);
3880         }
3881
3882         return 0;
3883 }
3884
3885 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
3886 int madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
3887                           unsigned long len_in,
3888                           struct anon_vma_name *anon_name);
3889 #else
3890 static inline int
3891 madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
3892                       unsigned long len_in, struct anon_vma_name *anon_name) {
3893         return 0;
3894 }
3895 #endif
3896
3897 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
3898
3899 bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
3900 void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
3901
3902 #else
3903
3904 static inline bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start,
3905                                                     phys_addr_t end)
3906 {
3907         return false;
3908 }
3909
3910 static inline void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
3911 {
3912 }
3913
3914 #endif
3915
3916 #endif /* _LINUX_MM_H */