kasan, mm: only define ___GFP_SKIP_KASAN_POISON with HW_TAGS
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / gfp.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef __LINUX_GFP_H
3 #define __LINUX_GFP_H
4
5 #include <linux/mmdebug.h>
6 #include <linux/mmzone.h>
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/linkage.h>
9 #include <linux/topology.h>
10
11 /* The typedef is in types.h but we want the documentation here */
12 #if 0
13 /**
14  * typedef gfp_t - Memory allocation flags.
15  *
16  * GFP flags are commonly used throughout Linux to indicate how memory
17  * should be allocated.  The GFP acronym stands for get_free_pages(),
18  * the underlying memory allocation function.  Not every GFP flag is
19  * supported by every function which may allocate memory.  Most users
20  * will want to use a plain ``GFP_KERNEL``.
21  */
22 typedef unsigned int __bitwise gfp_t;
23 #endif
24
25 struct vm_area_struct;
26
27 /*
28  * In case of changes, please don't forget to update
29  * include/trace/events/mmflags.h and tools/perf/builtin-kmem.c
30  */
31
32 /* Plain integer GFP bitmasks. Do not use this directly. */
33 #define ___GFP_DMA              0x01u
34 #define ___GFP_HIGHMEM          0x02u
35 #define ___GFP_DMA32            0x04u
36 #define ___GFP_MOVABLE          0x08u
37 #define ___GFP_RECLAIMABLE      0x10u
38 #define ___GFP_HIGH             0x20u
39 #define ___GFP_IO               0x40u
40 #define ___GFP_FS               0x80u
41 #define ___GFP_ZERO             0x100u
42 #define ___GFP_ATOMIC           0x200u
43 #define ___GFP_DIRECT_RECLAIM   0x400u
44 #define ___GFP_KSWAPD_RECLAIM   0x800u
45 #define ___GFP_WRITE            0x1000u
46 #define ___GFP_NOWARN           0x2000u
47 #define ___GFP_RETRY_MAYFAIL    0x4000u
48 #define ___GFP_NOFAIL           0x8000u
49 #define ___GFP_NORETRY          0x10000u
50 #define ___GFP_MEMALLOC         0x20000u
51 #define ___GFP_COMP             0x40000u
52 #define ___GFP_NOMEMALLOC       0x80000u
53 #define ___GFP_HARDWALL         0x100000u
54 #define ___GFP_THISNODE         0x200000u
55 #define ___GFP_ACCOUNT          0x400000u
56 #define ___GFP_ZEROTAGS         0x800000u
57 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
58 #define ___GFP_SKIP_KASAN_POISON        0x1000000u
59 #else
60 #define ___GFP_SKIP_KASAN_POISON        0
61 #endif
62 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
63 #define ___GFP_NOLOCKDEP        0x2000000u
64 #else
65 #define ___GFP_NOLOCKDEP        0
66 #endif
67 /* If the above are modified, __GFP_BITS_SHIFT may need updating */
68
69 /*
70  * Physical address zone modifiers (see linux/mmzone.h - low four bits)
71  *
72  * Do not put any conditional on these. If necessary modify the definitions
73  * without the underscores and use them consistently. The definitions here may
74  * be used in bit comparisons.
75  */
76 #define __GFP_DMA       ((__force gfp_t)___GFP_DMA)
77 #define __GFP_HIGHMEM   ((__force gfp_t)___GFP_HIGHMEM)
78 #define __GFP_DMA32     ((__force gfp_t)___GFP_DMA32)
79 #define __GFP_MOVABLE   ((__force gfp_t)___GFP_MOVABLE)  /* ZONE_MOVABLE allowed */
80 #define GFP_ZONEMASK    (__GFP_DMA|__GFP_HIGHMEM|__GFP_DMA32|__GFP_MOVABLE)
81
82 /**
83  * DOC: Page mobility and placement hints
84  *
85  * Page mobility and placement hints
86  * ---------------------------------
87  *
88  * These flags provide hints about how mobile the page is. Pages with similar
89  * mobility are placed within the same pageblocks to minimise problems due
90  * to external fragmentation.
91  *
92  * %__GFP_MOVABLE (also a zone modifier) indicates that the page can be
93  * moved by page migration during memory compaction or can be reclaimed.
94  *
95  * %__GFP_RECLAIMABLE is used for slab allocations that specify
96  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT and whose pages can be freed via shrinkers.
97  *
98  * %__GFP_WRITE indicates the caller intends to dirty the page. Where possible,
99  * these pages will be spread between local zones to avoid all the dirty
100  * pages being in one zone (fair zone allocation policy).
101  *
102  * %__GFP_HARDWALL enforces the cpuset memory allocation policy.
103  *
104  * %__GFP_THISNODE forces the allocation to be satisfied from the requested
105  * node with no fallbacks or placement policy enforcements.
106  *
107  * %__GFP_ACCOUNT causes the allocation to be accounted to kmemcg.
108  */
109 #define __GFP_RECLAIMABLE ((__force gfp_t)___GFP_RECLAIMABLE)
110 #define __GFP_WRITE     ((__force gfp_t)___GFP_WRITE)
111 #define __GFP_HARDWALL   ((__force gfp_t)___GFP_HARDWALL)
112 #define __GFP_THISNODE  ((__force gfp_t)___GFP_THISNODE)
113 #define __GFP_ACCOUNT   ((__force gfp_t)___GFP_ACCOUNT)
114
115 /**
116  * DOC: Watermark modifiers
117  *
118  * Watermark modifiers -- controls access to emergency reserves
119  * ------------------------------------------------------------
120  *
121  * %__GFP_HIGH indicates that the caller is high-priority and that granting
122  * the request is necessary before the system can make forward progress.
123  * For example, creating an IO context to clean pages.
124  *
125  * %__GFP_ATOMIC indicates that the caller cannot reclaim or sleep and is
126  * high priority. Users are typically interrupt handlers. This may be
127  * used in conjunction with %__GFP_HIGH
128  *
129  * %__GFP_MEMALLOC allows access to all memory. This should only be used when
130  * the caller guarantees the allocation will allow more memory to be freed
131  * very shortly e.g. process exiting or swapping. Users either should
132  * be the MM or co-ordinating closely with the VM (e.g. swap over NFS).
133  * Users of this flag have to be extremely careful to not deplete the reserve
134  * completely and implement a throttling mechanism which controls the
135  * consumption of the reserve based on the amount of freed memory.
136  * Usage of a pre-allocated pool (e.g. mempool) should be always considered
137  * before using this flag.
138  *
139  * %__GFP_NOMEMALLOC is used to explicitly forbid access to emergency reserves.
140  * This takes precedence over the %__GFP_MEMALLOC flag if both are set.
141  */
142 #define __GFP_ATOMIC    ((__force gfp_t)___GFP_ATOMIC)
143 #define __GFP_HIGH      ((__force gfp_t)___GFP_HIGH)
144 #define __GFP_MEMALLOC  ((__force gfp_t)___GFP_MEMALLOC)
145 #define __GFP_NOMEMALLOC ((__force gfp_t)___GFP_NOMEMALLOC)
146
147 /**
148  * DOC: Reclaim modifiers
149  *
150  * Reclaim modifiers
151  * -----------------
152  * Please note that all the following flags are only applicable to sleepable
153  * allocations (e.g. %GFP_NOWAIT and %GFP_ATOMIC will ignore them).
154  *
155  * %__GFP_IO can start physical IO.
156  *
157  * %__GFP_FS can call down to the low-level FS. Clearing the flag avoids the
158  * allocator recursing into the filesystem which might already be holding
159  * locks.
160  *
161  * %__GFP_DIRECT_RECLAIM indicates that the caller may enter direct reclaim.
162  * This flag can be cleared to avoid unnecessary delays when a fallback
163  * option is available.
164  *
165  * %__GFP_KSWAPD_RECLAIM indicates that the caller wants to wake kswapd when
166  * the low watermark is reached and have it reclaim pages until the high
167  * watermark is reached. A caller may wish to clear this flag when fallback
168  * options are available and the reclaim is likely to disrupt the system. The
169  * canonical example is THP allocation where a fallback is cheap but
170  * reclaim/compaction may cause indirect stalls.
171  *
172  * %__GFP_RECLAIM is shorthand to allow/forbid both direct and kswapd reclaim.
173  *
174  * The default allocator behavior depends on the request size. We have a concept
175  * of so called costly allocations (with order > %PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER).
176  * !costly allocations are too essential to fail so they are implicitly
177  * non-failing by default (with some exceptions like OOM victims might fail so
178  * the caller still has to check for failures) while costly requests try to be
179  * not disruptive and back off even without invoking the OOM killer.
180  * The following three modifiers might be used to override some of these
181  * implicit rules
182  *
183  * %__GFP_NORETRY: The VM implementation will try only very lightweight
184  * memory direct reclaim to get some memory under memory pressure (thus
185  * it can sleep). It will avoid disruptive actions like OOM killer. The
186  * caller must handle the failure which is quite likely to happen under
187  * heavy memory pressure. The flag is suitable when failure can easily be
188  * handled at small cost, such as reduced throughput
189  *
190  * %__GFP_RETRY_MAYFAIL: The VM implementation will retry memory reclaim
191  * procedures that have previously failed if there is some indication
192  * that progress has been made else where.  It can wait for other
193  * tasks to attempt high level approaches to freeing memory such as
194  * compaction (which removes fragmentation) and page-out.
195  * There is still a definite limit to the number of retries, but it is
196  * a larger limit than with %__GFP_NORETRY.
197  * Allocations with this flag may fail, but only when there is
198  * genuinely little unused memory. While these allocations do not
199  * directly trigger the OOM killer, their failure indicates that
200  * the system is likely to need to use the OOM killer soon.  The
201  * caller must handle failure, but can reasonably do so by failing
202  * a higher-level request, or completing it only in a much less
203  * efficient manner.
204  * If the allocation does fail, and the caller is in a position to
205  * free some non-essential memory, doing so could benefit the system
206  * as a whole.
207  *
208  * %__GFP_NOFAIL: The VM implementation _must_ retry infinitely: the caller
209  * cannot handle allocation failures. The allocation could block
210  * indefinitely but will never return with failure. Testing for
211  * failure is pointless.
212  * New users should be evaluated carefully (and the flag should be
213  * used only when there is no reasonable failure policy) but it is
214  * definitely preferable to use the flag rather than opencode endless
215  * loop around allocator.
216  * Using this flag for costly allocations is _highly_ discouraged.
217  */
218 #define __GFP_IO        ((__force gfp_t)___GFP_IO)
219 #define __GFP_FS        ((__force gfp_t)___GFP_FS)
220 #define __GFP_DIRECT_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_DIRECT_RECLAIM) /* Caller can reclaim */
221 #define __GFP_KSWAPD_RECLAIM    ((__force gfp_t)___GFP_KSWAPD_RECLAIM) /* kswapd can wake */
222 #define __GFP_RECLAIM ((__force gfp_t)(___GFP_DIRECT_RECLAIM|___GFP_KSWAPD_RECLAIM))
223 #define __GFP_RETRY_MAYFAIL     ((__force gfp_t)___GFP_RETRY_MAYFAIL)
224 #define __GFP_NOFAIL    ((__force gfp_t)___GFP_NOFAIL)
225 #define __GFP_NORETRY   ((__force gfp_t)___GFP_NORETRY)
226
227 /**
228  * DOC: Action modifiers
229  *
230  * Action modifiers
231  * ----------------
232  *
233  * %__GFP_NOWARN suppresses allocation failure reports.
234  *
235  * %__GFP_COMP address compound page metadata.
236  *
237  * %__GFP_ZERO returns a zeroed page on success.
238  *
239  * %__GFP_ZEROTAGS zeroes memory tags at allocation time if the memory itself
240  * is being zeroed (either via __GFP_ZERO or via init_on_alloc). This flag is
241  * intended for optimization: setting memory tags at the same time as zeroing
242  * memory has minimal additional performace impact.
243  *
244  * %__GFP_SKIP_KASAN_POISON returns a page which does not need to be poisoned
245  * on deallocation. Typically used for userspace pages. Currently only has an
246  * effect in HW tags mode.
247  */
248 #define __GFP_NOWARN    ((__force gfp_t)___GFP_NOWARN)
249 #define __GFP_COMP      ((__force gfp_t)___GFP_COMP)
250 #define __GFP_ZERO      ((__force gfp_t)___GFP_ZERO)
251 #define __GFP_ZEROTAGS  ((__force gfp_t)___GFP_ZEROTAGS)
252 #define __GFP_SKIP_KASAN_POISON ((__force gfp_t)___GFP_SKIP_KASAN_POISON)
253
254 /* Disable lockdep for GFP context tracking */
255 #define __GFP_NOLOCKDEP ((__force gfp_t)___GFP_NOLOCKDEP)
256
257 /* Room for N __GFP_FOO bits */
258 #define __GFP_BITS_SHIFT (24 +                                  \
259                           IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_HW_TAGS) +    \
260                           IS_ENABLED(CONFIG_LOCKDEP))
261 #define __GFP_BITS_MASK ((__force gfp_t)((1 << __GFP_BITS_SHIFT) - 1))
262
263 /**
264  * DOC: Useful GFP flag combinations
265  *
266  * Useful GFP flag combinations
267  * ----------------------------
268  *
269  * Useful GFP flag combinations that are commonly used. It is recommended
270  * that subsystems start with one of these combinations and then set/clear
271  * %__GFP_FOO flags as necessary.
272  *
273  * %GFP_ATOMIC users can not sleep and need the allocation to succeed. A lower
274  * watermark is applied to allow access to "atomic reserves".
275  * The current implementation doesn't support NMI and few other strict
276  * non-preemptive contexts (e.g. raw_spin_lock). The same applies to %GFP_NOWAIT.
277  *
278  * %GFP_KERNEL is typical for kernel-internal allocations. The caller requires
279  * %ZONE_NORMAL or a lower zone for direct access but can direct reclaim.
280  *
281  * %GFP_KERNEL_ACCOUNT is the same as GFP_KERNEL, except the allocation is
282  * accounted to kmemcg.
283  *
284  * %GFP_NOWAIT is for kernel allocations that should not stall for direct
285  * reclaim, start physical IO or use any filesystem callback.
286  *
287  * %GFP_NOIO will use direct reclaim to discard clean pages or slab pages
288  * that do not require the starting of any physical IO.
289  * Please try to avoid using this flag directly and instead use
290  * memalloc_noio_{save,restore} to mark the whole scope which cannot
291  * perform any IO with a short explanation why. All allocation requests
292  * will inherit GFP_NOIO implicitly.
293  *
294  * %GFP_NOFS will use direct reclaim but will not use any filesystem interfaces.
295  * Please try to avoid using this flag directly and instead use
296  * memalloc_nofs_{save,restore} to mark the whole scope which cannot/shouldn't
297  * recurse into the FS layer with a short explanation why. All allocation
298  * requests will inherit GFP_NOFS implicitly.
299  *
300  * %GFP_USER is for userspace allocations that also need to be directly
301  * accessibly by the kernel or hardware. It is typically used by hardware
302  * for buffers that are mapped to userspace (e.g. graphics) that hardware
303  * still must DMA to. cpuset limits are enforced for these allocations.
304  *
305  * %GFP_DMA exists for historical reasons and should be avoided where possible.
306  * The flags indicates that the caller requires that the lowest zone be
307  * used (%ZONE_DMA or 16M on x86-64). Ideally, this would be removed but
308  * it would require careful auditing as some users really require it and
309  * others use the flag to avoid lowmem reserves in %ZONE_DMA and treat the
310  * lowest zone as a type of emergency reserve.
311  *
312  * %GFP_DMA32 is similar to %GFP_DMA except that the caller requires a 32-bit
313  * address. Note that kmalloc(..., GFP_DMA32) does not return DMA32 memory
314  * because the DMA32 kmalloc cache array is not implemented.
315  * (Reason: there is no such user in kernel).
316  *
317  * %GFP_HIGHUSER is for userspace allocations that may be mapped to userspace,
318  * do not need to be directly accessible by the kernel but that cannot
319  * move once in use. An example may be a hardware allocation that maps
320  * data directly into userspace but has no addressing limitations.
321  *
322  * %GFP_HIGHUSER_MOVABLE is for userspace allocations that the kernel does not
323  * need direct access to but can use kmap() when access is required. They
324  * are expected to be movable via page reclaim or page migration. Typically,
325  * pages on the LRU would also be allocated with %GFP_HIGHUSER_MOVABLE.
326  *
327  * %GFP_TRANSHUGE and %GFP_TRANSHUGE_LIGHT are used for THP allocations. They
328  * are compound allocations that will generally fail quickly if memory is not
329  * available and will not wake kswapd/kcompactd on failure. The _LIGHT
330  * version does not attempt reclaim/compaction at all and is by default used
331  * in page fault path, while the non-light is used by khugepaged.
332  */
333 #define GFP_ATOMIC      (__GFP_HIGH|__GFP_ATOMIC|__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
334 #define GFP_KERNEL      (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO | __GFP_FS)
335 #define GFP_KERNEL_ACCOUNT (GFP_KERNEL | __GFP_ACCOUNT)
336 #define GFP_NOWAIT      (__GFP_KSWAPD_RECLAIM)
337 #define GFP_NOIO        (__GFP_RECLAIM)
338 #define GFP_NOFS        (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO)
339 #define GFP_USER        (__GFP_RECLAIM | __GFP_IO | __GFP_FS | __GFP_HARDWALL)
340 #define GFP_DMA         __GFP_DMA
341 #define GFP_DMA32       __GFP_DMA32
342 #define GFP_HIGHUSER    (GFP_USER | __GFP_HIGHMEM)
343 #define GFP_HIGHUSER_MOVABLE    (GFP_HIGHUSER | __GFP_MOVABLE | \
344                          __GFP_SKIP_KASAN_POISON)
345 #define GFP_TRANSHUGE_LIGHT     ((GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_COMP | \
346                          __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_RECLAIM)
347 #define GFP_TRANSHUGE   (GFP_TRANSHUGE_LIGHT | __GFP_DIRECT_RECLAIM)
348
349 /* Convert GFP flags to their corresponding migrate type */
350 #define GFP_MOVABLE_MASK (__GFP_RECLAIMABLE|__GFP_MOVABLE)
351 #define GFP_MOVABLE_SHIFT 3
352
353 static inline int gfp_migratetype(const gfp_t gfp_flags)
354 {
355         VM_WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);
356         BUILD_BUG_ON((1UL << GFP_MOVABLE_SHIFT) != ___GFP_MOVABLE);
357         BUILD_BUG_ON((___GFP_MOVABLE >> GFP_MOVABLE_SHIFT) != MIGRATE_MOVABLE);
358
359         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))
360                 return MIGRATE_UNMOVABLE;
361
362         /* Group based on mobility */
363         return (gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) >> GFP_MOVABLE_SHIFT;
364 }
365 #undef GFP_MOVABLE_MASK
366 #undef GFP_MOVABLE_SHIFT
367
368 static inline bool gfpflags_allow_blocking(const gfp_t gfp_flags)
369 {
370         return !!(gfp_flags & __GFP_DIRECT_RECLAIM);
371 }
372
373 /**
374  * gfpflags_normal_context - is gfp_flags a normal sleepable context?
375  * @gfp_flags: gfp_flags to test
376  *
377  * Test whether @gfp_flags indicates that the allocation is from the
378  * %current context and allowed to sleep.
379  *
380  * An allocation being allowed to block doesn't mean it owns the %current
381  * context.  When direct reclaim path tries to allocate memory, the
382  * allocation context is nested inside whatever %current was doing at the
383  * time of the original allocation.  The nested allocation may be allowed
384  * to block but modifying anything %current owns can corrupt the outer
385  * context's expectations.
386  *
387  * %true result from this function indicates that the allocation context
388  * can sleep and use anything that's associated with %current.
389  */
390 static inline bool gfpflags_normal_context(const gfp_t gfp_flags)
391 {
392         return (gfp_flags & (__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_MEMALLOC)) ==
393                 __GFP_DIRECT_RECLAIM;
394 }
395
396 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
397 #define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_HIGHMEM
398 #else
399 #define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_NORMAL
400 #endif
401
402 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
403 #define OPT_ZONE_DMA ZONE_DMA
404 #else
405 #define OPT_ZONE_DMA ZONE_NORMAL
406 #endif
407
408 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
409 #define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_DMA32
410 #else
411 #define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_NORMAL
412 #endif
413
414 /*
415  * GFP_ZONE_TABLE is a word size bitstring that is used for looking up the
416  * zone to use given the lowest 4 bits of gfp_t. Entries are GFP_ZONES_SHIFT
417  * bits long and there are 16 of them to cover all possible combinations of
418  * __GFP_DMA, __GFP_DMA32, __GFP_MOVABLE and __GFP_HIGHMEM.
419  *
420  * The zone fallback order is MOVABLE=>HIGHMEM=>NORMAL=>DMA32=>DMA.
421  * But GFP_MOVABLE is not only a zone specifier but also an allocation
422  * policy. Therefore __GFP_MOVABLE plus another zone selector is valid.
423  * Only 1 bit of the lowest 3 bits (DMA,DMA32,HIGHMEM) can be set to "1".
424  *
425  *       bit       result
426  *       =================
427  *       0x0    => NORMAL
428  *       0x1    => DMA or NORMAL
429  *       0x2    => HIGHMEM or NORMAL
430  *       0x3    => BAD (DMA+HIGHMEM)
431  *       0x4    => DMA32 or NORMAL
432  *       0x5    => BAD (DMA+DMA32)
433  *       0x6    => BAD (HIGHMEM+DMA32)
434  *       0x7    => BAD (HIGHMEM+DMA32+DMA)
435  *       0x8    => NORMAL (MOVABLE+0)
436  *       0x9    => DMA or NORMAL (MOVABLE+DMA)
437  *       0xa    => MOVABLE (Movable is valid only if HIGHMEM is set too)
438  *       0xb    => BAD (MOVABLE+HIGHMEM+DMA)
439  *       0xc    => DMA32 or NORMAL (MOVABLE+DMA32)
440  *       0xd    => BAD (MOVABLE+DMA32+DMA)
441  *       0xe    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM)
442  *       0xf    => BAD (MOVABLE+DMA32+HIGHMEM+DMA)
443  *
444  * GFP_ZONES_SHIFT must be <= 2 on 32 bit platforms.
445  */
446
447 #if defined(CONFIG_ZONE_DEVICE) && (MAX_NR_ZONES-1) <= 4
448 /* ZONE_DEVICE is not a valid GFP zone specifier */
449 #define GFP_ZONES_SHIFT 2
450 #else
451 #define GFP_ZONES_SHIFT ZONES_SHIFT
452 #endif
453
454 #if 16 * GFP_ZONES_SHIFT > BITS_PER_LONG
455 #error GFP_ZONES_SHIFT too large to create GFP_ZONE_TABLE integer
456 #endif
457
458 #define GFP_ZONE_TABLE ( \
459         (ZONE_NORMAL << 0 * GFP_ZONES_SHIFT)                                   \
460         | (OPT_ZONE_DMA << ___GFP_DMA * GFP_ZONES_SHIFT)                       \
461         | (OPT_ZONE_HIGHMEM << ___GFP_HIGHMEM * GFP_ZONES_SHIFT)               \
462         | (OPT_ZONE_DMA32 << ___GFP_DMA32 * GFP_ZONES_SHIFT)                   \
463         | (ZONE_NORMAL << ___GFP_MOVABLE * GFP_ZONES_SHIFT)                    \
464         | (OPT_ZONE_DMA << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA) * GFP_ZONES_SHIFT)    \
465         | (ZONE_MOVABLE << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM) * GFP_ZONES_SHIFT)\
466         | (OPT_ZONE_DMA32 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32) * GFP_ZONES_SHIFT)\
467 )
468
469 /*
470  * GFP_ZONE_BAD is a bitmap for all combinations of __GFP_DMA, __GFP_DMA32
471  * __GFP_HIGHMEM and __GFP_MOVABLE that are not permitted. One flag per
472  * entry starting with bit 0. Bit is set if the combination is not
473  * allowed.
474  */
475 #define GFP_ZONE_BAD ( \
476         1 << (___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)                                    \
477         | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32)                                    \
478         | 1 << (___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                                \
479         | 1 << (___GFP_DMA | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)                   \
480         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM | ___GFP_DMA)                 \
481         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA)                   \
482         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_HIGHMEM)               \
483         | 1 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32 | ___GFP_DMA | ___GFP_HIGHMEM)  \
484 )
485
486 static inline enum zone_type gfp_zone(gfp_t flags)
487 {
488         enum zone_type z;
489         int bit = (__force int) (flags & GFP_ZONEMASK);
490
491         z = (GFP_ZONE_TABLE >> (bit * GFP_ZONES_SHIFT)) &
492                                          ((1 << GFP_ZONES_SHIFT) - 1);
493         VM_BUG_ON((GFP_ZONE_BAD >> bit) & 1);
494         return z;
495 }
496
497 /*
498  * There is only one page-allocator function, and two main namespaces to
499  * it. The alloc_page*() variants return 'struct page *' and as such
500  * can allocate highmem pages, the *get*page*() variants return
501  * virtual kernel addresses to the allocated page(s).
502  */
503
504 static inline int gfp_zonelist(gfp_t flags)
505 {
506 #ifdef CONFIG_NUMA
507         if (unlikely(flags & __GFP_THISNODE))
508                 return ZONELIST_NOFALLBACK;
509 #endif
510         return ZONELIST_FALLBACK;
511 }
512
513 /*
514  * We get the zone list from the current node and the gfp_mask.
515  * This zone list contains a maximum of MAX_NUMNODES*MAX_NR_ZONES zones.
516  * There are two zonelists per node, one for all zones with memory and
517  * one containing just zones from the node the zonelist belongs to.
518  *
519  * For the case of non-NUMA systems the NODE_DATA() gets optimized to
520  * &contig_page_data at compile-time.
521  */
522 static inline struct zonelist *node_zonelist(int nid, gfp_t flags)
523 {
524         return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zonelist(flags);
525 }
526
527 #ifndef HAVE_ARCH_FREE_PAGE
528 static inline void arch_free_page(struct page *page, int order) { }
529 #endif
530 #ifndef HAVE_ARCH_ALLOC_PAGE
531 static inline void arch_alloc_page(struct page *page, int order) { }
532 #endif
533
534 struct page *__alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned int order, int preferred_nid,
535                 nodemask_t *nodemask);
536 struct folio *__folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned int order, int preferred_nid,
537                 nodemask_t *nodemask);
538
539 unsigned long __alloc_pages_bulk(gfp_t gfp, int preferred_nid,
540                                 nodemask_t *nodemask, int nr_pages,
541                                 struct list_head *page_list,
542                                 struct page **page_array);
543
544 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
545                                 unsigned long nr_pages,
546                                 struct page **page_array);
547
548 /* Bulk allocate order-0 pages */
549 static inline unsigned long
550 alloc_pages_bulk_list(gfp_t gfp, unsigned long nr_pages, struct list_head *list)
551 {
552         return __alloc_pages_bulk(gfp, numa_mem_id(), NULL, nr_pages, list, NULL);
553 }
554
555 static inline unsigned long
556 alloc_pages_bulk_array(gfp_t gfp, unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
557 {
558         return __alloc_pages_bulk(gfp, numa_mem_id(), NULL, nr_pages, NULL, page_array);
559 }
560
561 static inline unsigned long
562 alloc_pages_bulk_array_node(gfp_t gfp, int nid, unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
563 {
564         if (nid == NUMA_NO_NODE)
565                 nid = numa_mem_id();
566
567         return __alloc_pages_bulk(gfp, nid, NULL, nr_pages, NULL, page_array);
568 }
569
570 /*
571  * Allocate pages, preferring the node given as nid. The node must be valid and
572  * online. For more general interface, see alloc_pages_node().
573  */
574 static inline struct page *
575 __alloc_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
576 {
577         VM_BUG_ON(nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES);
578         VM_WARN_ON((gfp_mask & __GFP_THISNODE) && !node_online(nid));
579
580         return __alloc_pages(gfp_mask, order, nid, NULL);
581 }
582
583 static inline
584 struct folio *__folio_alloc_node(gfp_t gfp, unsigned int order, int nid)
585 {
586         VM_BUG_ON(nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES);
587         VM_WARN_ON((gfp & __GFP_THISNODE) && !node_online(nid));
588
589         return __folio_alloc(gfp, order, nid, NULL);
590 }
591
592 /*
593  * Allocate pages, preferring the node given as nid. When nid == NUMA_NO_NODE,
594  * prefer the current CPU's closest node. Otherwise node must be valid and
595  * online.
596  */
597 static inline struct page *alloc_pages_node(int nid, gfp_t gfp_mask,
598                                                 unsigned int order)
599 {
600         if (nid == NUMA_NO_NODE)
601                 nid = numa_mem_id();
602
603         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, order);
604 }
605
606 #ifdef CONFIG_NUMA
607 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned int order);
608 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order);
609 extern struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp_mask, int order,
610                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
611                         bool hugepage);
612 #define alloc_hugepage_vma(gfp_mask, vma, addr, order) \
613         alloc_pages_vma(gfp_mask, order, vma, addr, true)
614 #else
615 static inline struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
616 {
617         return alloc_pages_node(numa_node_id(), gfp_mask, order);
618 }
619 static inline struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned int order)
620 {
621         return __folio_alloc_node(gfp, order, numa_node_id());
622 }
623 #define alloc_pages_vma(gfp_mask, order, vma, addr, false)\
624         alloc_pages(gfp_mask, order)
625 #define alloc_hugepage_vma(gfp_mask, vma, addr, order) \
626         alloc_pages(gfp_mask, order)
627 #endif
628 #define alloc_page(gfp_mask) alloc_pages(gfp_mask, 0)
629 #define alloc_page_vma(gfp_mask, vma, addr)                     \
630         alloc_pages_vma(gfp_mask, 0, vma, addr, false)
631
632 extern unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order);
633 extern unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask);
634
635 void *alloc_pages_exact(size_t size, gfp_t gfp_mask) __alloc_size(1);
636 void free_pages_exact(void *virt, size_t size);
637 __meminit void *alloc_pages_exact_nid(int nid, size_t size, gfp_t gfp_mask) __alloc_size(2);
638
639 #define __get_free_page(gfp_mask) \
640                 __get_free_pages((gfp_mask), 0)
641
642 #define __get_dma_pages(gfp_mask, order) \
643                 __get_free_pages((gfp_mask) | GFP_DMA, (order))
644
645 extern void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);
646 extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);
647
648 struct page_frag_cache;
649 extern void __page_frag_cache_drain(struct page *page, unsigned int count);
650 extern void *page_frag_alloc_align(struct page_frag_cache *nc,
651                                    unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask,
652                                    unsigned int align_mask);
653
654 static inline void *page_frag_alloc(struct page_frag_cache *nc,
655                              unsigned int fragsz, gfp_t gfp_mask)
656 {
657         return page_frag_alloc_align(nc, fragsz, gfp_mask, ~0u);
658 }
659
660 extern void page_frag_free(void *addr);
661
662 #define __free_page(page) __free_pages((page), 0)
663 #define free_page(addr) free_pages((addr), 0)
664
665 void page_alloc_init(void);
666 void drain_zone_pages(struct zone *zone, struct per_cpu_pages *pcp);
667 void drain_all_pages(struct zone *zone);
668 void drain_local_pages(struct zone *zone);
669
670 void page_alloc_init_late(void);
671
672 /*
673  * gfp_allowed_mask is set to GFP_BOOT_MASK during early boot to restrict what
674  * GFP flags are used before interrupts are enabled. Once interrupts are
675  * enabled, it is set to __GFP_BITS_MASK while the system is running. During
676  * hibernation, it is used by PM to avoid I/O during memory allocation while
677  * devices are suspended.
678  */
679 extern gfp_t gfp_allowed_mask;
680
681 /* Returns true if the gfp_mask allows use of ALLOC_NO_WATERMARK */
682 bool gfp_pfmemalloc_allowed(gfp_t gfp_mask);
683
684 extern void pm_restrict_gfp_mask(void);
685 extern void pm_restore_gfp_mask(void);
686
687 extern gfp_t vma_thp_gfp_mask(struct vm_area_struct *vma);
688
689 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
690 extern bool pm_suspended_storage(void);
691 #else
692 static inline bool pm_suspended_storage(void)
693 {
694         return false;
695 }
696 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP */
697
698 #ifdef CONFIG_CONTIG_ALLOC
699 /* The below functions must be run on a range from a single zone. */
700 extern int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,
701                               unsigned migratetype, gfp_t gfp_mask);
702 extern struct page *alloc_contig_pages(unsigned long nr_pages, gfp_t gfp_mask,
703                                        int nid, nodemask_t *nodemask);
704 #endif
705 void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages);
706
707 #ifdef CONFIG_CMA
708 /* CMA stuff */
709 extern void init_cma_reserved_pageblock(struct page *page);
710 #endif
711
712 #endif /* __LINUX_GFP_H */