Merge tag 's390-6.8-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm_types.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_TYPES_H
3 #define _LINUX_MM_TYPES_H
4
5 #include <linux/mm_types_task.h>
6
7 #include <linux/auxvec.h>
8 #include <linux/kref.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/maple_tree.h>
13 #include <linux/rwsem.h>
14 #include <linux/completion.h>
15 #include <linux/cpumask.h>
16 #include <linux/uprobes.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/page-flags-layout.h>
19 #include <linux/workqueue.h>
20 #include <linux/seqlock.h>
21 #include <linux/percpu_counter.h>
22
23 #include <asm/mmu.h>
24
25 #ifndef AT_VECTOR_SIZE_ARCH
26 #define AT_VECTOR_SIZE_ARCH 0
27 #endif
28 #define AT_VECTOR_SIZE (2*(AT_VECTOR_SIZE_ARCH + AT_VECTOR_SIZE_BASE + 1))
29
30 #define INIT_PASID      0
31
32 struct address_space;
33 struct mem_cgroup;
34
35 /*
36  * Each physical page in the system has a struct page associated with
37  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
38  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
39  * a page, though if it is a pagecache page, rmap structures can tell us
40  * who is mapping it.
41  *
42  * If you allocate the page using alloc_pages(), you can use some of the
43  * space in struct page for your own purposes.  The five words in the main
44  * union are available, except for bit 0 of the first word which must be
45  * kept clear.  Many users use this word to store a pointer to an object
46  * which is guaranteed to be aligned.  If you use the same storage as
47  * page->mapping, you must restore it to NULL before freeing the page.
48  *
49  * If your page will not be mapped to userspace, you can also use the four
50  * bytes in the mapcount union, but you must call page_mapcount_reset()
51  * before freeing it.
52  *
53  * If you want to use the refcount field, it must be used in such a way
54  * that other CPUs temporarily incrementing and then decrementing the
55  * refcount does not cause problems.  On receiving the page from
56  * alloc_pages(), the refcount will be positive.
57  *
58  * If you allocate pages of order > 0, you can use some of the fields
59  * in each subpage, but you may need to restore some of their values
60  * afterwards.
61  *
62  * SLUB uses cmpxchg_double() to atomically update its freelist and counters.
63  * That requires that freelist & counters in struct slab be adjacent and
64  * double-word aligned. Because struct slab currently just reinterprets the
65  * bits of struct page, we align all struct pages to double-word boundaries,
66  * and ensure that 'freelist' is aligned within struct slab.
67  */
68 #ifdef CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE
69 #define _struct_page_alignment  __aligned(2 * sizeof(unsigned long))
70 #else
71 #define _struct_page_alignment  __aligned(sizeof(unsigned long))
72 #endif
73
74 struct page {
75         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
76                                          * updated asynchronously */
77         /*
78          * Five words (20/40 bytes) are available in this union.
79          * WARNING: bit 0 of the first word is used for PageTail(). That
80          * means the other users of this union MUST NOT use the bit to
81          * avoid collision and false-positive PageTail().
82          */
83         union {
84                 struct {        /* Page cache and anonymous pages */
85                         /**
86                          * @lru: Pageout list, eg. active_list protected by
87                          * lruvec->lru_lock.  Sometimes used as a generic list
88                          * by the page owner.
89                          */
90                         union {
91                                 struct list_head lru;
92
93                                 /* Or, for the Unevictable "LRU list" slot */
94                                 struct {
95                                         /* Always even, to negate PageTail */
96                                         void *__filler;
97                                         /* Count page's or folio's mlocks */
98                                         unsigned int mlock_count;
99                                 };
100
101                                 /* Or, free page */
102                                 struct list_head buddy_list;
103                                 struct list_head pcp_list;
104                         };
105                         /* See page-flags.h for PAGE_MAPPING_FLAGS */
106                         struct address_space *mapping;
107                         union {
108                                 pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */
109                                 unsigned long share;    /* share count for fsdax */
110                         };
111                         /**
112                          * @private: Mapping-private opaque data.
113                          * Usually used for buffer_heads if PagePrivate.
114                          * Used for swp_entry_t if PageSwapCache.
115                          * Indicates order in the buddy system if PageBuddy.
116                          */
117                         unsigned long private;
118                 };
119                 struct {        /* page_pool used by netstack */
120                         /**
121                          * @pp_magic: magic value to avoid recycling non
122                          * page_pool allocated pages.
123                          */
124                         unsigned long pp_magic;
125                         struct page_pool *pp;
126                         unsigned long _pp_mapping_pad;
127                         unsigned long dma_addr;
128                         atomic_long_t pp_ref_count;
129                 };
130                 struct {        /* Tail pages of compound page */
131                         unsigned long compound_head;    /* Bit zero is set */
132                 };
133                 struct {        /* ZONE_DEVICE pages */
134                         /** @pgmap: Points to the hosting device page map. */
135                         struct dev_pagemap *pgmap;
136                         void *zone_device_data;
137                         /*
138                          * ZONE_DEVICE private pages are counted as being
139                          * mapped so the next 3 words hold the mapping, index,
140                          * and private fields from the source anonymous or
141                          * page cache page while the page is migrated to device
142                          * private memory.
143                          * ZONE_DEVICE MEMORY_DEVICE_FS_DAX pages also
144                          * use the mapping, index, and private fields when
145                          * pmem backed DAX files are mapped.
146                          */
147                 };
148
149                 /** @rcu_head: You can use this to free a page by RCU. */
150                 struct rcu_head rcu_head;
151         };
152
153         union {         /* This union is 4 bytes in size. */
154                 /*
155                  * If the page can be mapped to userspace, encodes the number
156                  * of times this page is referenced by a page table.
157                  */
158                 atomic_t _mapcount;
159
160                 /*
161                  * If the page is neither PageSlab nor mappable to userspace,
162                  * the value stored here may help determine what this page
163                  * is used for.  See page-flags.h for a list of page types
164                  * which are currently stored here.
165                  */
166                 unsigned int page_type;
167         };
168
169         /* Usage count. *DO NOT USE DIRECTLY*. See page_ref.h */
170         atomic_t _refcount;
171
172 #ifdef CONFIG_MEMCG
173         unsigned long memcg_data;
174 #endif
175
176         /*
177          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
178          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
179          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
180          * dynamically, so we need a place to store that address.
181          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
182          *
183          * Architectures with slow multiplication can define
184          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
185          */
186 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
187         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
188                                            not kmapped, ie. highmem) */
189 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
190
191 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
192         int _last_cpupid;
193 #endif
194
195 #ifdef CONFIG_KMSAN
196         /*
197          * KMSAN metadata for this page:
198          *  - shadow page: every bit indicates whether the corresponding
199          *    bit of the original page is initialized (0) or not (1);
200          *  - origin page: every 4 bytes contain an id of the stack trace
201          *    where the uninitialized value was created.
202          */
203         struct page *kmsan_shadow;
204         struct page *kmsan_origin;
205 #endif
206 } _struct_page_alignment;
207
208 /*
209  * struct encoded_page - a nonexistent type marking this pointer
210  *
211  * An 'encoded_page' pointer is a pointer to a regular 'struct page', but
212  * with the low bits of the pointer indicating extra context-dependent
213  * information. Not super-common, but happens in mmu_gather and mlock
214  * handling, and this acts as a type system check on that use.
215  *
216  * We only really have two guaranteed bits in general, although you could
217  * play with 'struct page' alignment (see CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
218  * for more.
219  *
220  * Use the supplied helper functions to endcode/decode the pointer and bits.
221  */
222 struct encoded_page;
223 #define ENCODE_PAGE_BITS 3ul
224 static __always_inline struct encoded_page *encode_page(struct page *page, unsigned long flags)
225 {
226         BUILD_BUG_ON(flags > ENCODE_PAGE_BITS);
227         return (struct encoded_page *)(flags | (unsigned long)page);
228 }
229
230 static inline unsigned long encoded_page_flags(struct encoded_page *page)
231 {
232         return ENCODE_PAGE_BITS & (unsigned long)page;
233 }
234
235 static inline struct page *encoded_page_ptr(struct encoded_page *page)
236 {
237         return (struct page *)(~ENCODE_PAGE_BITS & (unsigned long)page);
238 }
239
240 /*
241  * A swap entry has to fit into a "unsigned long", as the entry is hidden
242  * in the "index" field of the swapper address space.
243  */
244 typedef struct {
245         unsigned long val;
246 } swp_entry_t;
247
248 /**
249  * struct folio - Represents a contiguous set of bytes.
250  * @flags: Identical to the page flags.
251  * @lru: Least Recently Used list; tracks how recently this folio was used.
252  * @mlock_count: Number of times this folio has been pinned by mlock().
253  * @mapping: The file this page belongs to, or refers to the anon_vma for
254  *    anonymous memory.
255  * @index: Offset within the file, in units of pages.  For anonymous memory,
256  *    this is the index from the beginning of the mmap.
257  * @private: Filesystem per-folio data (see folio_attach_private()).
258  * @swap: Used for swp_entry_t if folio_test_swapcache().
259  * @_mapcount: Do not access this member directly.  Use folio_mapcount() to
260  *    find out how many times this folio is mapped by userspace.
261  * @_refcount: Do not access this member directly.  Use folio_ref_count()
262  *    to find how many references there are to this folio.
263  * @memcg_data: Memory Control Group data.
264  * @virtual: Virtual address in the kernel direct map.
265  * @_last_cpupid: IDs of last CPU and last process that accessed the folio.
266  * @_entire_mapcount: Do not use directly, call folio_entire_mapcount().
267  * @_nr_pages_mapped: Do not use directly, call folio_mapcount().
268  * @_pincount: Do not use directly, call folio_maybe_dma_pinned().
269  * @_folio_nr_pages: Do not use directly, call folio_nr_pages().
270  * @_hugetlb_subpool: Do not use directly, use accessor in hugetlb.h.
271  * @_hugetlb_cgroup: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
272  * @_hugetlb_cgroup_rsvd: Do not use directly, use accessor in hugetlb_cgroup.h.
273  * @_hugetlb_hwpoison: Do not use directly, call raw_hwp_list_head().
274  * @_deferred_list: Folios to be split under memory pressure.
275  *
276  * A folio is a physically, virtually and logically contiguous set
277  * of bytes.  It is a power-of-two in size, and it is aligned to that
278  * same power-of-two.  It is at least as large as %PAGE_SIZE.  If it is
279  * in the page cache, it is at a file offset which is a multiple of that
280  * power-of-two.  It may be mapped into userspace at an address which is
281  * at an arbitrary page offset, but its kernel virtual address is aligned
282  * to its size.
283  */
284 struct folio {
285         /* private: don't document the anon union */
286         union {
287                 struct {
288         /* public: */
289                         unsigned long flags;
290                         union {
291                                 struct list_head lru;
292         /* private: avoid cluttering the output */
293                                 struct {
294                                         void *__filler;
295         /* public: */
296                                         unsigned int mlock_count;
297         /* private: */
298                                 };
299         /* public: */
300                         };
301                         struct address_space *mapping;
302                         pgoff_t index;
303                         union {
304                                 void *private;
305                                 swp_entry_t swap;
306                         };
307                         atomic_t _mapcount;
308                         atomic_t _refcount;
309 #ifdef CONFIG_MEMCG
310                         unsigned long memcg_data;
311 #endif
312 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
313                         void *virtual;
314 #endif
315 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
316                         int _last_cpupid;
317 #endif
318         /* private: the union with struct page is transitional */
319                 };
320                 struct page page;
321         };
322         union {
323                 struct {
324                         unsigned long _flags_1;
325                         unsigned long _head_1;
326                         unsigned long _folio_avail;
327         /* public: */
328                         atomic_t _entire_mapcount;
329                         atomic_t _nr_pages_mapped;
330                         atomic_t _pincount;
331 #ifdef CONFIG_64BIT
332                         unsigned int _folio_nr_pages;
333 #endif
334         /* private: the union with struct page is transitional */
335                 };
336                 struct page __page_1;
337         };
338         union {
339                 struct {
340                         unsigned long _flags_2;
341                         unsigned long _head_2;
342         /* public: */
343                         void *_hugetlb_subpool;
344                         void *_hugetlb_cgroup;
345                         void *_hugetlb_cgroup_rsvd;
346                         void *_hugetlb_hwpoison;
347         /* private: the union with struct page is transitional */
348                 };
349                 struct {
350                         unsigned long _flags_2a;
351                         unsigned long _head_2a;
352         /* public: */
353                         struct list_head _deferred_list;
354         /* private: the union with struct page is transitional */
355                 };
356                 struct page __page_2;
357         };
358 };
359
360 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
361         static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct folio, fl))
362 FOLIO_MATCH(flags, flags);
363 FOLIO_MATCH(lru, lru);
364 FOLIO_MATCH(mapping, mapping);
365 FOLIO_MATCH(compound_head, lru);
366 FOLIO_MATCH(index, index);
367 FOLIO_MATCH(private, private);
368 FOLIO_MATCH(_mapcount, _mapcount);
369 FOLIO_MATCH(_refcount, _refcount);
370 #ifdef CONFIG_MEMCG
371 FOLIO_MATCH(memcg_data, memcg_data);
372 #endif
373 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
374 FOLIO_MATCH(virtual, virtual);
375 #endif
376 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
377 FOLIO_MATCH(_last_cpupid, _last_cpupid);
378 #endif
379 #undef FOLIO_MATCH
380 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
381         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
382                         offsetof(struct page, pg) + sizeof(struct page))
383 FOLIO_MATCH(flags, _flags_1);
384 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_1);
385 #undef FOLIO_MATCH
386 #define FOLIO_MATCH(pg, fl)                                             \
387         static_assert(offsetof(struct folio, fl) ==                     \
388                         offsetof(struct page, pg) + 2 * sizeof(struct page))
389 FOLIO_MATCH(flags, _flags_2);
390 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_2);
391 FOLIO_MATCH(flags, _flags_2a);
392 FOLIO_MATCH(compound_head, _head_2a);
393 #undef FOLIO_MATCH
394
395 /**
396  * struct ptdesc -    Memory descriptor for page tables.
397  * @__page_flags:     Same as page flags. Unused for page tables.
398  * @pt_rcu_head:      For freeing page table pages.
399  * @pt_list:          List of used page tables. Used for s390 and x86.
400  * @_pt_pad_1:        Padding that aliases with page's compound head.
401  * @pmd_huge_pte:     Protected by ptdesc->ptl, used for THPs.
402  * @__page_mapping:   Aliases with page->mapping. Unused for page tables.
403  * @pt_mm:            Used for x86 pgds.
404  * @pt_frag_refcount: For fragmented page table tracking. Powerpc only.
405  * @_pt_pad_2:        Padding to ensure proper alignment.
406  * @ptl:              Lock for the page table.
407  * @__page_type:      Same as page->page_type. Unused for page tables.
408  * @__page_refcount:  Same as page refcount.
409  * @pt_memcg_data:    Memcg data. Tracked for page tables here.
410  *
411  * This struct overlays struct page for now. Do not modify without a good
412  * understanding of the issues.
413  */
414 struct ptdesc {
415         unsigned long __page_flags;
416
417         union {
418                 struct rcu_head pt_rcu_head;
419                 struct list_head pt_list;
420                 struct {
421                         unsigned long _pt_pad_1;
422                         pgtable_t pmd_huge_pte;
423                 };
424         };
425         unsigned long __page_mapping;
426
427         union {
428                 struct mm_struct *pt_mm;
429                 atomic_t pt_frag_refcount;
430         };
431
432         union {
433                 unsigned long _pt_pad_2;
434 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
435                 spinlock_t *ptl;
436 #else
437                 spinlock_t ptl;
438 #endif
439         };
440         unsigned int __page_type;
441         atomic_t __page_refcount;
442 #ifdef CONFIG_MEMCG
443         unsigned long pt_memcg_data;
444 #endif
445 };
446
447 #define TABLE_MATCH(pg, pt)                                             \
448         static_assert(offsetof(struct page, pg) == offsetof(struct ptdesc, pt))
449 TABLE_MATCH(flags, __page_flags);
450 TABLE_MATCH(compound_head, pt_list);
451 TABLE_MATCH(compound_head, _pt_pad_1);
452 TABLE_MATCH(mapping, __page_mapping);
453 TABLE_MATCH(rcu_head, pt_rcu_head);
454 TABLE_MATCH(page_type, __page_type);
455 TABLE_MATCH(_refcount, __page_refcount);
456 #ifdef CONFIG_MEMCG
457 TABLE_MATCH(memcg_data, pt_memcg_data);
458 #endif
459 #undef TABLE_MATCH
460 static_assert(sizeof(struct ptdesc) <= sizeof(struct page));
461
462 #define ptdesc_page(pt)                 (_Generic((pt),                 \
463         const struct ptdesc *:          (const struct page *)(pt),      \
464         struct ptdesc *:                (struct page *)(pt)))
465
466 #define ptdesc_folio(pt)                (_Generic((pt),                 \
467         const struct ptdesc *:          (const struct folio *)(pt),     \
468         struct ptdesc *:                (struct folio *)(pt)))
469
470 #define page_ptdesc(p)                  (_Generic((p),                  \
471         const struct page *:            (const struct ptdesc *)(p),     \
472         struct page *:                  (struct ptdesc *)(p)))
473
474 /*
475  * Used for sizing the vmemmap region on some architectures
476  */
477 #define STRUCT_PAGE_MAX_SHIFT   (order_base_2(sizeof(struct page)))
478
479 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE        __ALIGN_MASK(32768, ~PAGE_MASK)
480 #define PAGE_FRAG_CACHE_MAX_ORDER       get_order(PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
481
482 /*
483  * page_private can be used on tail pages.  However, PagePrivate is only
484  * checked by the VM on the head page.  So page_private on the tail pages
485  * should be used for data that's ancillary to the head page (eg attaching
486  * buffer heads to tail pages after attaching buffer heads to the head page)
487  */
488 #define page_private(page)              ((page)->private)
489
490 static inline void set_page_private(struct page *page, unsigned long private)
491 {
492         page->private = private;
493 }
494
495 static inline void *folio_get_private(struct folio *folio)
496 {
497         return folio->private;
498 }
499
500 struct page_frag_cache {
501         void * va;
502 #if (PAGE_SIZE < PAGE_FRAG_CACHE_MAX_SIZE)
503         __u16 offset;
504         __u16 size;
505 #else
506         __u32 offset;
507 #endif
508         /* we maintain a pagecount bias, so that we dont dirty cache line
509          * containing page->_refcount every time we allocate a fragment.
510          */
511         unsigned int            pagecnt_bias;
512         bool pfmemalloc;
513 };
514
515 typedef unsigned long vm_flags_t;
516
517 /*
518  * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU
519  * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that
520  * map parts of them.
521  */
522 struct vm_region {
523         struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */
524         vm_flags_t      vm_flags;       /* VMA vm_flags */
525         unsigned long   vm_start;       /* start address of region */
526         unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */
527         unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */
528         unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */
529         struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */
530
531         int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */
532         bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for
533                                                 * this region */
534 };
535
536 #ifdef CONFIG_USERFAULTFD
537 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) { NULL, })
538 struct vm_userfaultfd_ctx {
539         struct userfaultfd_ctx *ctx;
540 };
541 #else /* CONFIG_USERFAULTFD */
542 #define NULL_VM_UFFD_CTX ((struct vm_userfaultfd_ctx) {})
543 struct vm_userfaultfd_ctx {};
544 #endif /* CONFIG_USERFAULTFD */
545
546 struct anon_vma_name {
547         struct kref kref;
548         /* The name needs to be at the end because it is dynamically sized. */
549         char name[];
550 };
551
552 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
553 /*
554  * mmap_lock should be read-locked when calling anon_vma_name(). Caller should
555  * either keep holding the lock while using the returned pointer or it should
556  * raise anon_vma_name refcount before releasing the lock.
557  */
558 struct anon_vma_name *anon_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
559 struct anon_vma_name *anon_vma_name_alloc(const char *name);
560 void anon_vma_name_free(struct kref *kref);
561 #else /* CONFIG_ANON_VMA_NAME */
562 static inline struct anon_vma_name *anon_vma_name(struct vm_area_struct *vma)
563 {
564         return NULL;
565 }
566
567 static inline struct anon_vma_name *anon_vma_name_alloc(const char *name)
568 {
569         return NULL;
570 }
571 #endif
572
573 struct vma_lock {
574         struct rw_semaphore lock;
575 };
576
577 struct vma_numab_state {
578         /*
579          * Initialised as time in 'jiffies' after which VMA
580          * should be scanned.  Delays first scan of new VMA by at
581          * least sysctl_numa_balancing_scan_delay:
582          */
583         unsigned long next_scan;
584
585         /*
586          * Time in jiffies when pids_active[] is reset to
587          * detect phase change behaviour:
588          */
589         unsigned long pids_active_reset;
590
591         /*
592          * Approximate tracking of PIDs that trapped a NUMA hinting
593          * fault. May produce false positives due to hash collisions.
594          *
595          *   [0] Previous PID tracking
596          *   [1] Current PID tracking
597          *
598          * Window moves after next_pid_reset has expired approximately
599          * every VMA_PID_RESET_PERIOD jiffies:
600          */
601         unsigned long pids_active[2];
602
603         /* MM scan sequence ID when scan first started after VMA creation */
604         int start_scan_seq;
605
606         /*
607          * MM scan sequence ID when the VMA was last completely scanned.
608          * A VMA is not eligible for scanning if prev_scan_seq == numa_scan_seq
609          */
610         int prev_scan_seq;
611 };
612
613 /*
614  * This struct describes a virtual memory area. There is one of these
615  * per VM-area/task. A VM area is any part of the process virtual memory
616  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
617  * library, the executable area etc).
618  */
619 struct vm_area_struct {
620         /* The first cache line has the info for VMA tree walking. */
621
622         union {
623                 struct {
624                         /* VMA covers [vm_start; vm_end) addresses within mm */
625                         unsigned long vm_start;
626                         unsigned long vm_end;
627                 };
628 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
629                 struct rcu_head vm_rcu; /* Used for deferred freeing. */
630 #endif
631         };
632
633         struct mm_struct *vm_mm;        /* The address space we belong to. */
634         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
635
636         /*
637          * Flags, see mm.h.
638          * To modify use vm_flags_{init|reset|set|clear|mod} functions.
639          */
640         union {
641                 const vm_flags_t vm_flags;
642                 vm_flags_t __private __vm_flags;
643         };
644
645 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
646         /*
647          * Can only be written (using WRITE_ONCE()) while holding both:
648          *  - mmap_lock (in write mode)
649          *  - vm_lock->lock (in write mode)
650          * Can be read reliably while holding one of:
651          *  - mmap_lock (in read or write mode)
652          *  - vm_lock->lock (in read or write mode)
653          * Can be read unreliably (using READ_ONCE()) for pessimistic bailout
654          * while holding nothing (except RCU to keep the VMA struct allocated).
655          *
656          * This sequence counter is explicitly allowed to overflow; sequence
657          * counter reuse can only lead to occasional unnecessary use of the
658          * slowpath.
659          */
660         int vm_lock_seq;
661         struct vma_lock *vm_lock;
662
663         /* Flag to indicate areas detached from the mm->mm_mt tree */
664         bool detached;
665 #endif
666
667         /*
668          * For areas with an address space and backing store,
669          * linkage into the address_space->i_mmap interval tree.
670          *
671          */
672         struct {
673                 struct rb_node rb;
674                 unsigned long rb_subtree_last;
675         } shared;
676
677         /*
678          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
679          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
680          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
681          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
682          */
683         struct list_head anon_vma_chain; /* Serialized by mmap_lock &
684                                           * page_table_lock */
685         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
686
687         /* Function pointers to deal with this struct. */
688         const struct vm_operations_struct *vm_ops;
689
690         /* Information about our backing store: */
691         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
692                                            units */
693         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
694         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
695
696 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
697         /*
698          * For private and shared anonymous mappings, a pointer to a null
699          * terminated string containing the name given to the vma, or NULL if
700          * unnamed. Serialized by mmap_lock. Use anon_vma_name to access.
701          */
702         struct anon_vma_name *anon_name;
703 #endif
704 #ifdef CONFIG_SWAP
705         atomic_long_t swap_readahead_info;
706 #endif
707 #ifndef CONFIG_MMU
708         struct vm_region *vm_region;    /* NOMMU mapping region */
709 #endif
710 #ifdef CONFIG_NUMA
711         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
712 #endif
713 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
714         struct vma_numab_state *numab_state;    /* NUMA Balancing state */
715 #endif
716         struct vm_userfaultfd_ctx vm_userfaultfd_ctx;
717 } __randomize_layout;
718
719 #ifdef CONFIG_NUMA
720 #define vma_policy(vma) ((vma)->vm_policy)
721 #else
722 #define vma_policy(vma) NULL
723 #endif
724
725 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
726 struct mm_cid {
727         u64 time;
728         int cid;
729 };
730 #endif
731
732 struct kioctx_table;
733 struct mm_struct {
734         struct {
735                 /*
736                  * Fields which are often written to are placed in a separate
737                  * cache line.
738                  */
739                 struct {
740                         /**
741                          * @mm_count: The number of references to &struct
742                          * mm_struct (@mm_users count as 1).
743                          *
744                          * Use mmgrab()/mmdrop() to modify. When this drops to
745                          * 0, the &struct mm_struct is freed.
746                          */
747                         atomic_t mm_count;
748                 } ____cacheline_aligned_in_smp;
749
750                 struct maple_tree mm_mt;
751 #ifdef CONFIG_MMU
752                 unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,
753                                 unsigned long addr, unsigned long len,
754                                 unsigned long pgoff, unsigned long flags);
755 #endif
756                 unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */
757                 unsigned long mmap_legacy_base; /* base of mmap area in bottom-up allocations */
758 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_COMPAT_MMAP_BASES
759                 /* Base addresses for compatible mmap() */
760                 unsigned long mmap_compat_base;
761                 unsigned long mmap_compat_legacy_base;
762 #endif
763                 unsigned long task_size;        /* size of task vm space */
764                 pgd_t * pgd;
765
766 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
767                 /**
768                  * @membarrier_state: Flags controlling membarrier behavior.
769                  *
770                  * This field is close to @pgd to hopefully fit in the same
771                  * cache-line, which needs to be touched by switch_mm().
772                  */
773                 atomic_t membarrier_state;
774 #endif
775
776                 /**
777                  * @mm_users: The number of users including userspace.
778                  *
779                  * Use mmget()/mmget_not_zero()/mmput() to modify. When this
780                  * drops to 0 (i.e. when the task exits and there are no other
781                  * temporary reference holders), we also release a reference on
782                  * @mm_count (which may then free the &struct mm_struct if
783                  * @mm_count also drops to 0).
784                  */
785                 atomic_t mm_users;
786
787 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
788                 /**
789                  * @pcpu_cid: Per-cpu current cid.
790                  *
791                  * Keep track of the currently allocated mm_cid for each cpu.
792                  * The per-cpu mm_cid values are serialized by their respective
793                  * runqueue locks.
794                  */
795                 struct mm_cid __percpu *pcpu_cid;
796                 /*
797                  * @mm_cid_next_scan: Next mm_cid scan (in jiffies).
798                  *
799                  * When the next mm_cid scan is due (in jiffies).
800                  */
801                 unsigned long mm_cid_next_scan;
802 #endif
803 #ifdef CONFIG_MMU
804                 atomic_long_t pgtables_bytes;   /* size of all page tables */
805 #endif
806                 int map_count;                  /* number of VMAs */
807
808                 spinlock_t page_table_lock; /* Protects page tables and some
809                                              * counters
810                                              */
811                 /*
812                  * With some kernel config, the current mmap_lock's offset
813                  * inside 'mm_struct' is at 0x120, which is very optimal, as
814                  * its two hot fields 'count' and 'owner' sit in 2 different
815                  * cachelines,  and when mmap_lock is highly contended, both
816                  * of the 2 fields will be accessed frequently, current layout
817                  * will help to reduce cache bouncing.
818                  *
819                  * So please be careful with adding new fields before
820                  * mmap_lock, which can easily push the 2 fields into one
821                  * cacheline.
822                  */
823                 struct rw_semaphore mmap_lock;
824
825                 struct list_head mmlist; /* List of maybe swapped mm's. These
826                                           * are globally strung together off
827                                           * init_mm.mmlist, and are protected
828                                           * by mmlist_lock
829                                           */
830 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
831                 /*
832                  * This field has lock-like semantics, meaning it is sometimes
833                  * accessed with ACQUIRE/RELEASE semantics.
834                  * Roughly speaking, incrementing the sequence number is
835                  * equivalent to releasing locks on VMAs; reading the sequence
836                  * number can be part of taking a read lock on a VMA.
837                  *
838                  * Can be modified under write mmap_lock using RELEASE
839                  * semantics.
840                  * Can be read with no other protection when holding write
841                  * mmap_lock.
842                  * Can be read with ACQUIRE semantics if not holding write
843                  * mmap_lock.
844                  */
845                 int mm_lock_seq;
846 #endif
847
848
849                 unsigned long hiwater_rss; /* High-watermark of RSS usage */
850                 unsigned long hiwater_vm;  /* High-water virtual memory usage */
851
852                 unsigned long total_vm;    /* Total pages mapped */
853                 unsigned long locked_vm;   /* Pages that have PG_mlocked set */
854                 atomic64_t    pinned_vm;   /* Refcount permanently increased */
855                 unsigned long data_vm;     /* VM_WRITE & ~VM_SHARED & ~VM_STACK */
856                 unsigned long exec_vm;     /* VM_EXEC & ~VM_WRITE & ~VM_STACK */
857                 unsigned long stack_vm;    /* VM_STACK */
858                 unsigned long def_flags;
859
860                 /**
861                  * @write_protect_seq: Locked when any thread is write
862                  * protecting pages mapped by this mm to enforce a later COW,
863                  * for instance during page table copying for fork().
864                  */
865                 seqcount_t write_protect_seq;
866
867                 spinlock_t arg_lock; /* protect the below fields */
868
869                 unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;
870                 unsigned long start_brk, brk, start_stack;
871                 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
872
873                 unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */
874
875                 struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS];
876
877                 struct linux_binfmt *binfmt;
878
879                 /* Architecture-specific MM context */
880                 mm_context_t context;
881
882                 unsigned long flags; /* Must use atomic bitops to access */
883
884 #ifdef CONFIG_AIO
885                 spinlock_t                      ioctx_lock;
886                 struct kioctx_table __rcu       *ioctx_table;
887 #endif
888 #ifdef CONFIG_MEMCG
889                 /*
890                  * "owner" points to a task that is regarded as the canonical
891                  * user/owner of this mm. All of the following must be true in
892                  * order for it to be changed:
893                  *
894                  * current == mm->owner
895                  * current->mm != mm
896                  * new_owner->mm == mm
897                  * new_owner->alloc_lock is held
898                  */
899                 struct task_struct __rcu *owner;
900 #endif
901                 struct user_namespace *user_ns;
902
903                 /* store ref to file /proc/<pid>/exe symlink points to */
904                 struct file __rcu *exe_file;
905 #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER
906                 struct mmu_notifier_subscriptions *notifier_subscriptions;
907 #endif
908 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && !USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
909                 pgtable_t pmd_huge_pte; /* protected by page_table_lock */
910 #endif
911 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
912                 /*
913                  * numa_next_scan is the next time that PTEs will be remapped
914                  * PROT_NONE to trigger NUMA hinting faults; such faults gather
915                  * statistics and migrate pages to new nodes if necessary.
916                  */
917                 unsigned long numa_next_scan;
918
919                 /* Restart point for scanning and remapping PTEs. */
920                 unsigned long numa_scan_offset;
921
922                 /* numa_scan_seq prevents two threads remapping PTEs. */
923                 int numa_scan_seq;
924 #endif
925                 /*
926                  * An operation with batched TLB flushing is going on. Anything
927                  * that can move process memory needs to flush the TLB when
928                  * moving a PROT_NONE mapped page.
929                  */
930                 atomic_t tlb_flush_pending;
931 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
932                 /* See flush_tlb_batched_pending() */
933                 atomic_t tlb_flush_batched;
934 #endif
935                 struct uprobes_state uprobes_state;
936 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
937                 struct rcu_head delayed_drop;
938 #endif
939 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
940                 atomic_long_t hugetlb_usage;
941 #endif
942                 struct work_struct async_put_work;
943
944 #ifdef CONFIG_IOMMU_SVA
945                 u32 pasid;
946 #endif
947 #ifdef CONFIG_KSM
948                 /*
949                  * Represent how many pages of this process are involved in KSM
950                  * merging (not including ksm_zero_pages).
951                  */
952                 unsigned long ksm_merging_pages;
953                 /*
954                  * Represent how many pages are checked for ksm merging
955                  * including merged and not merged.
956                  */
957                 unsigned long ksm_rmap_items;
958                 /*
959                  * Represent how many empty pages are merged with kernel zero
960                  * pages when enabling KSM use_zero_pages.
961                  */
962                 unsigned long ksm_zero_pages;
963 #endif /* CONFIG_KSM */
964 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU
965                 struct {
966                         /* this mm_struct is on lru_gen_mm_list */
967                         struct list_head list;
968                         /*
969                          * Set when switching to this mm_struct, as a hint of
970                          * whether it has been used since the last time per-node
971                          * page table walkers cleared the corresponding bits.
972                          */
973                         unsigned long bitmap;
974 #ifdef CONFIG_MEMCG
975                         /* points to the memcg of "owner" above */
976                         struct mem_cgroup *memcg;
977 #endif
978                 } lru_gen;
979 #endif /* CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
980         } __randomize_layout;
981
982         /*
983          * The mm_cpumask needs to be at the end of mm_struct, because it
984          * is dynamically sized based on nr_cpu_ids.
985          */
986         unsigned long cpu_bitmap[];
987 };
988
989 #define MM_MT_FLAGS     (MT_FLAGS_ALLOC_RANGE | MT_FLAGS_LOCK_EXTERN | \
990                          MT_FLAGS_USE_RCU)
991 extern struct mm_struct init_mm;
992
993 /* Pointer magic because the dynamic array size confuses some compilers. */
994 static inline void mm_init_cpumask(struct mm_struct *mm)
995 {
996         unsigned long cpu_bitmap = (unsigned long)mm;
997
998         cpu_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
999         cpumask_clear((struct cpumask *)cpu_bitmap);
1000 }
1001
1002 /* Future-safe accessor for struct mm_struct's cpu_vm_mask. */
1003 static inline cpumask_t *mm_cpumask(struct mm_struct *mm)
1004 {
1005         return (struct cpumask *)&mm->cpu_bitmap;
1006 }
1007
1008 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
1009
1010 struct lru_gen_mm_list {
1011         /* mm_struct list for page table walkers */
1012         struct list_head fifo;
1013         /* protects the list above */
1014         spinlock_t lock;
1015 };
1016
1017 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
1018
1019 #ifdef CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU
1020
1021 void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm);
1022 void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm);
1023 void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm);
1024
1025 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
1026 {
1027         INIT_LIST_HEAD(&mm->lru_gen.list);
1028         mm->lru_gen.bitmap = 0;
1029 #ifdef CONFIG_MEMCG
1030         mm->lru_gen.memcg = NULL;
1031 #endif
1032 }
1033
1034 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
1035 {
1036         /*
1037          * When the bitmap is set, page reclaim knows this mm_struct has been
1038          * used since the last time it cleared the bitmap. So it might be worth
1039          * walking the page tables of this mm_struct to clear the accessed bit.
1040          */
1041         WRITE_ONCE(mm->lru_gen.bitmap, -1);
1042 }
1043
1044 #else /* !CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
1045
1046 static inline void lru_gen_add_mm(struct mm_struct *mm)
1047 {
1048 }
1049
1050 static inline void lru_gen_del_mm(struct mm_struct *mm)
1051 {
1052 }
1053
1054 static inline void lru_gen_migrate_mm(struct mm_struct *mm)
1055 {
1056 }
1057
1058 static inline void lru_gen_init_mm(struct mm_struct *mm)
1059 {
1060 }
1061
1062 static inline void lru_gen_use_mm(struct mm_struct *mm)
1063 {
1064 }
1065
1066 #endif /* CONFIG_LRU_GEN_WALKS_MMU */
1067
1068 struct vma_iterator {
1069         struct ma_state mas;
1070 };
1071
1072 #define VMA_ITERATOR(name, __mm, __addr)                                \
1073         struct vma_iterator name = {                                    \
1074                 .mas = {                                                \
1075                         .tree = &(__mm)->mm_mt,                         \
1076                         .index = __addr,                                \
1077                         .node = NULL,                                   \
1078                         .status = ma_start,                             \
1079                 },                                                      \
1080         }
1081
1082 static inline void vma_iter_init(struct vma_iterator *vmi,
1083                 struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
1084 {
1085         mas_init(&vmi->mas, &mm->mm_mt, addr);
1086 }
1087
1088 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
1089
1090 enum mm_cid_state {
1091         MM_CID_UNSET = -1U,             /* Unset state has lazy_put flag set. */
1092         MM_CID_LAZY_PUT = (1U << 31),
1093 };
1094
1095 static inline bool mm_cid_is_unset(int cid)
1096 {
1097         return cid == MM_CID_UNSET;
1098 }
1099
1100 static inline bool mm_cid_is_lazy_put(int cid)
1101 {
1102         return !mm_cid_is_unset(cid) && (cid & MM_CID_LAZY_PUT);
1103 }
1104
1105 static inline bool mm_cid_is_valid(int cid)
1106 {
1107         return !(cid & MM_CID_LAZY_PUT);
1108 }
1109
1110 static inline int mm_cid_set_lazy_put(int cid)
1111 {
1112         return cid | MM_CID_LAZY_PUT;
1113 }
1114
1115 static inline int mm_cid_clear_lazy_put(int cid)
1116 {
1117         return cid & ~MM_CID_LAZY_PUT;
1118 }
1119
1120 /* Accessor for struct mm_struct's cidmask. */
1121 static inline cpumask_t *mm_cidmask(struct mm_struct *mm)
1122 {
1123         unsigned long cid_bitmap = (unsigned long)mm;
1124
1125         cid_bitmap += offsetof(struct mm_struct, cpu_bitmap);
1126         /* Skip cpu_bitmap */
1127         cid_bitmap += cpumask_size();
1128         return (struct cpumask *)cid_bitmap;
1129 }
1130
1131 static inline void mm_init_cid(struct mm_struct *mm)
1132 {
1133         int i;
1134
1135         for_each_possible_cpu(i) {
1136                 struct mm_cid *pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, i);
1137
1138                 pcpu_cid->cid = MM_CID_UNSET;
1139                 pcpu_cid->time = 0;
1140         }
1141         cpumask_clear(mm_cidmask(mm));
1142 }
1143
1144 static inline int mm_alloc_cid(struct mm_struct *mm)
1145 {
1146         mm->pcpu_cid = alloc_percpu(struct mm_cid);
1147         if (!mm->pcpu_cid)
1148                 return -ENOMEM;
1149         mm_init_cid(mm);
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 static inline void mm_destroy_cid(struct mm_struct *mm)
1154 {
1155         free_percpu(mm->pcpu_cid);
1156         mm->pcpu_cid = NULL;
1157 }
1158
1159 static inline unsigned int mm_cid_size(void)
1160 {
1161         return cpumask_size();
1162 }
1163 #else /* CONFIG_SCHED_MM_CID */
1164 static inline void mm_init_cid(struct mm_struct *mm) { }
1165 static inline int mm_alloc_cid(struct mm_struct *mm) { return 0; }
1166 static inline void mm_destroy_cid(struct mm_struct *mm) { }
1167 static inline unsigned int mm_cid_size(void)
1168 {
1169         return 0;
1170 }
1171 #endif /* CONFIG_SCHED_MM_CID */
1172
1173 struct mmu_gather;
1174 extern void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
1175 extern void tlb_gather_mmu_fullmm(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm);
1176 extern void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb);
1177
1178 struct vm_fault;
1179
1180 /**
1181  * typedef vm_fault_t - Return type for page fault handlers.
1182  *
1183  * Page fault handlers return a bitmask of %VM_FAULT values.
1184  */
1185 typedef __bitwise unsigned int vm_fault_t;
1186
1187 /**
1188  * enum vm_fault_reason - Page fault handlers return a bitmask of
1189  * these values to tell the core VM what happened when handling the
1190  * fault. Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1191  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1192  *
1193  * @VM_FAULT_OOM:               Out Of Memory
1194  * @VM_FAULT_SIGBUS:            Bad access
1195  * @VM_FAULT_MAJOR:             Page read from storage
1196  * @VM_FAULT_HWPOISON:          Hit poisoned small page
1197  * @VM_FAULT_HWPOISON_LARGE:    Hit poisoned large page. Index encoded
1198  *                              in upper bits
1199  * @VM_FAULT_SIGSEGV:           segmentation fault
1200  * @VM_FAULT_NOPAGE:            ->fault installed the pte, not return page
1201  * @VM_FAULT_LOCKED:            ->fault locked the returned page
1202  * @VM_FAULT_RETRY:             ->fault blocked, must retry
1203  * @VM_FAULT_FALLBACK:          huge page fault failed, fall back to small
1204  * @VM_FAULT_DONE_COW:          ->fault has fully handled COW
1205  * @VM_FAULT_NEEDDSYNC:         ->fault did not modify page tables and needs
1206  *                              fsync() to complete (for synchronous page faults
1207  *                              in DAX)
1208  * @VM_FAULT_COMPLETED:         ->fault completed, meanwhile mmap lock released
1209  * @VM_FAULT_HINDEX_MASK:       mask HINDEX value
1210  *
1211  */
1212 enum vm_fault_reason {
1213         VM_FAULT_OOM            = (__force vm_fault_t)0x000001,
1214         VM_FAULT_SIGBUS         = (__force vm_fault_t)0x000002,
1215         VM_FAULT_MAJOR          = (__force vm_fault_t)0x000004,
1216         VM_FAULT_HWPOISON       = (__force vm_fault_t)0x000010,
1217         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE = (__force vm_fault_t)0x000020,
1218         VM_FAULT_SIGSEGV        = (__force vm_fault_t)0x000040,
1219         VM_FAULT_NOPAGE         = (__force vm_fault_t)0x000100,
1220         VM_FAULT_LOCKED         = (__force vm_fault_t)0x000200,
1221         VM_FAULT_RETRY          = (__force vm_fault_t)0x000400,
1222         VM_FAULT_FALLBACK       = (__force vm_fault_t)0x000800,
1223         VM_FAULT_DONE_COW       = (__force vm_fault_t)0x001000,
1224         VM_FAULT_NEEDDSYNC      = (__force vm_fault_t)0x002000,
1225         VM_FAULT_COMPLETED      = (__force vm_fault_t)0x004000,
1226         VM_FAULT_HINDEX_MASK    = (__force vm_fault_t)0x0f0000,
1227 };
1228
1229 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1230 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((__force vm_fault_t)((x) << 16))
1231 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((__force unsigned int)(x) >> 16) & 0xf)
1232
1233 #define VM_FAULT_ERROR (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS |        \
1234                         VM_FAULT_SIGSEGV | VM_FAULT_HWPOISON |  \
1235                         VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_FALLBACK)
1236
1237 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1238         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" },        \
1239         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" },     \
1240         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" },      \
1241         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" },   \
1242         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" },     \
1243         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" },    \
1244         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" },     \
1245         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" },     \
1246         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" },      \
1247         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" },   \
1248         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" },   \
1249         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" },  \
1250         { VM_FAULT_COMPLETED,           "COMPLETED" }
1251
1252 struct vm_special_mapping {
1253         const char *name;       /* The name, e.g. "[vdso]". */
1254
1255         /*
1256          * If .fault is not provided, this points to a
1257          * NULL-terminated array of pages that back the special mapping.
1258          *
1259          * This must not be NULL unless .fault is provided.
1260          */
1261         struct page **pages;
1262
1263         /*
1264          * If non-NULL, then this is called to resolve page faults
1265          * on the special mapping.  If used, .pages is not checked.
1266          */
1267         vm_fault_t (*fault)(const struct vm_special_mapping *sm,
1268                                 struct vm_area_struct *vma,
1269                                 struct vm_fault *vmf);
1270
1271         int (*mremap)(const struct vm_special_mapping *sm,
1272                      struct vm_area_struct *new_vma);
1273 };
1274
1275 enum tlb_flush_reason {
1276         TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
1277         TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
1278         TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
1279         TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
1280         TLB_REMOTE_SEND_IPI,
1281         NR_TLB_FLUSH_REASONS,
1282 };
1283
1284 /**
1285  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
1286  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
1287  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
1288  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
1289  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
1290  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
1291  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
1292  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
1293  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
1294  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
1295  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
1296  * @FAULT_FLAG_UNSHARE: The fault is an unsharing request to break COW in a
1297  *                      COW mapping, making sure that an exclusive anon page is
1298  *                      mapped after the fault.
1299  * @FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID: whether the fault has vmf->orig_pte cached.
1300  *                        We should only access orig_pte if this flag set.
1301  * @FAULT_FLAG_VMA_LOCK: The fault is handled under VMA lock.
1302  *
1303  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
1304  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
1305  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
1306  *
1307  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
1308  *                              this is the first try
1309  *
1310  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
1311  *                              we've already tried at least once
1312  *
1313  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
1314  *
1315  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
1316  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
1317  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
1318  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
1319  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
1320  * interrupted if necessary.
1321  *
1322  * The combination FAULT_FLAG_WRITE|FAULT_FLAG_UNSHARE is illegal.
1323  * FAULT_FLAG_UNSHARE is ignored and treated like an ordinary read fault when
1324  * applied to mappings that are not COW mappings.
1325  */
1326 enum fault_flag {
1327         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
1328         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
1329         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
1330         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
1331         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
1332         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
1333         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
1334         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
1335         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
1336         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
1337         FAULT_FLAG_UNSHARE =            1 << 10,
1338         FAULT_FLAG_ORIG_PTE_VALID =     1 << 11,
1339         FAULT_FLAG_VMA_LOCK =           1 << 12,
1340 };
1341
1342 typedef unsigned int __bitwise zap_flags_t;
1343
1344 /*
1345  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
1346  * other. Here is what they mean, and how to use them:
1347  *
1348  *
1349  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
1350  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
1351  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
1352  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
1353  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
1354  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
1355  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
1356  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
1357  *
1358  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
1359  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
1360  * FOLL_LONGTERM is specified.
1361  *
1362  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
1363  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
1364  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
1365  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
1366  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
1367  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
1368  * a call to unpin_user_page().
1369  *
1370  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
1371  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
1372  * its own acquire and release mechanisms:
1373  *
1374  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
1375  *
1376  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
1377  *
1378  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
1379  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
1380  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
1381  * callers, not on the pages.)
1382  *
1383  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
1384  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
1385  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
1386  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
1387  *
1388  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
1389  */
1390
1391 enum {
1392         /* check pte is writable */
1393         FOLL_WRITE = 1 << 0,
1394         /* do get_page on page */
1395         FOLL_GET = 1 << 1,
1396         /* give error on hole if it would be zero */
1397         FOLL_DUMP = 1 << 2,
1398         /* get_user_pages read/write w/o permission */
1399         FOLL_FORCE = 1 << 3,
1400         /*
1401          * if a disk transfer is needed, start the IO and return without waiting
1402          * upon it
1403          */
1404         FOLL_NOWAIT = 1 << 4,
1405         /* do not fault in pages */
1406         FOLL_NOFAULT = 1 << 5,
1407         /* check page is hwpoisoned */
1408         FOLL_HWPOISON = 1 << 6,
1409         /* don't do file mappings */
1410         FOLL_ANON = 1 << 7,
1411         /*
1412          * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite
1413          * time period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
1414          * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
1415          */
1416         FOLL_LONGTERM = 1 << 8,
1417         /* split huge pmd before returning */
1418         FOLL_SPLIT_PMD = 1 << 9,
1419         /* allow returning PCI P2PDMA pages */
1420         FOLL_PCI_P2PDMA = 1 << 10,
1421         /* allow interrupts from generic signals */
1422         FOLL_INTERRUPTIBLE = 1 << 11,
1423         /*
1424          * Always honor (trigger) NUMA hinting faults.
1425          *
1426          * FOLL_WRITE implicitly honors NUMA hinting faults because a
1427          * PROT_NONE-mapped page is not writable (exceptions with FOLL_FORCE
1428          * apply). get_user_pages_fast_only() always implicitly honors NUMA
1429          * hinting faults.
1430          */
1431         FOLL_HONOR_NUMA_FAULT = 1 << 12,
1432
1433         /* See also internal only FOLL flags in mm/internal.h */
1434 };
1435
1436 #endif /* _LINUX_MM_TYPES_H */