s390/Kconfig: sort config S390 select list once again
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219
220 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
221
222 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
223 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
224
225 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
226 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
227
228 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
229
230 /*
231  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
232  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
233  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
234  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
235  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
236  * mmap() functions).
237  */
238
239 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
240 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
241 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
242
243 #ifndef CONFIG_MMU
244 extern struct rb_root nommu_region_tree;
245 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
246
247 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
248 #endif
249
250 /*
251  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
252  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
253  */
254 #define VM_NONE         0x00000000
255
256 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
257 #define VM_WRITE        0x00000002
258 #define VM_EXEC         0x00000004
259 #define VM_SHARED       0x00000008
260
261 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
262 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
263 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
264 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
265 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
266
267 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
268 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
269 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
270 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
271 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
272
273 #define VM_LOCKED       0x00002000
274 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
275
276                                         /* Used by sys_madvise() */
277 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
278 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
279
280 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
281 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
282 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
283 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
284 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
285 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
286 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
287 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
288 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
289 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
290
291 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
292 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
293 #else
294 # define VM_SOFTDIRTY   0
295 #endif
296
297 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
298 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
299 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
300 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
301
302 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
303 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
304 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
305 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
306 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
307 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
308 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
309 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
310 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
311 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
312 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
313 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
314
315 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
316 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
317 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
318 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
319 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
320 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
321 #ifdef CONFIG_PPC
322 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
323 #else
324 # define VM_PKEY_BIT4  0
325 #endif
326 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
327
328 #if defined(CONFIG_X86)
329 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
330 #elif defined(CONFIG_PPC)
331 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
332 #elif defined(CONFIG_PARISC)
333 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
334 #elif defined(CONFIG_IA64)
335 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
336 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
337 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
338 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
339 #elif defined(CONFIG_ARM64)
340 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
341 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
342 #elif !defined(CONFIG_MMU)
343 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
344 #endif
345
346 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
347 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
348 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
349 #else
350 # define VM_MTE         VM_NONE
351 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
352 #endif
353
354 #ifndef VM_GROWSUP
355 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
356 #endif
357
358 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
359 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
360
361 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
362
363 /* Common data flag combinations */
364 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
365                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
366 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
367                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
368 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
369                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
370
371 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
372 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
373 #endif
374
375 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
376 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
377 #endif
378
379 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
380 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
381 #else
382 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
383 #endif
384
385 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
386
387 /* VMA basic access permission flags */
388 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
389
390
391 /*
392  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
393  */
394 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
395
396 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
397 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
398
399 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
400 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
401
402 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
403 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
404
405 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
406 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
407 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
408 #endif
409 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
410
411 /*
412  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
413  * low four bits) to a page protection mask..
414  */
415 extern pgprot_t protection_map[16];
416
417 /**
418  * Fault flag definitions.
419  *
420  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
421  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
422  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
423  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
424  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
425  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
426  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
427  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
428  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
429  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
430  *
431  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
432  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
433  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
434  *
435  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
436  *                              this is the first try
437  *
438  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
439  *                              we've already tried at least once
440  *
441  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
442  *
443  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
444  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
445  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
446  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
447  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
448  * interrupted if necessary.
449  */
450 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
451 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
452 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
453 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
454 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
455 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
456 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
457 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
458 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
459 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
460
461 /*
462  * The default fault flags that should be used by most of the
463  * arch-specific page fault handlers.
464  */
465 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
466                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
467                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
468
469 /**
470  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
471  *
472  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
473  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
474  * to change, in which case we can try to be polite to release the
475  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
476  * processes that would also want the mmap_lock.
477  *
478  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
479  * attempt of the fault handling; false otherwise.
480  */
481 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
482 {
483         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
484             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
485 }
486
487 #define FAULT_FLAG_TRACE \
488         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
489         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
490         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
491         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
492         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
493         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
494         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
495         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
496         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
497         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
498
499 /*
500  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
501  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
502  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
503  *
504  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
505  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
506  *
507  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
508  */
509 struct vm_fault {
510         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
511         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
512         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
513         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
514         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
515         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
516                                          * the 'address' */
517         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
518                                          * the 'address'
519                                          */
520         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
521
522         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
523         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
524                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
525                                          * is set (which is also implied by
526                                          * VM_FAULT_ERROR).
527                                          */
528         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
529         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
530                                          * the 'address'. NULL if the page
531                                          * table hasn't been allocated.
532                                          */
533         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
534                                          * Protects pte page table if 'pte'
535                                          * is not NULL, otherwise pmd.
536                                          */
537         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
538                                          * vm_ops->map_pages() calls
539                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
540                                          * do_fault_around() pre-allocates
541                                          * page table to avoid allocation from
542                                          * atomic context.
543                                          */
544 };
545
546 /* page entry size for vm->huge_fault() */
547 enum page_entry_size {
548         PE_SIZE_PTE = 0,
549         PE_SIZE_PMD,
550         PE_SIZE_PUD,
551 };
552
553 /*
554  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
555  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
556  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
557  */
558 struct vm_operations_struct {
559         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
560         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
561         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
562         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
563         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area, unsigned long flags);
564         /*
565          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
566          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
567          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
568          */
569         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
570                         unsigned long end, unsigned long newflags);
571         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
572         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
573                         enum page_entry_size pe_size);
574         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
575                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
576         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
577
578         /* notification that a previously read-only page is about to become
579          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
580         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
581
582         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
583         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
584
585         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
586          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
587          */
588         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
589                       void *buf, int len, int write);
590
591         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
592          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
593          * vma to be dumped unconditionally. */
594         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
595
596 #ifdef CONFIG_NUMA
597         /*
598          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
599          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
600          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
601          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
602          * mempolicy.
603          */
604         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
605
606         /*
607          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
608          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
609          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
610          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
611          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
612          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
613          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
614          * policy.
615          */
616         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
617                                         unsigned long addr);
618 #endif
619         /*
620          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
621          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
622          * (using pte_page()) would not find the correct page.
623          */
624         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
625                                           unsigned long addr);
626 };
627
628 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
629 {
630         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
631
632         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
633         vma->vm_mm = mm;
634         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
635         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
636 }
637
638 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
639 {
640         vma->vm_ops = NULL;
641 }
642
643 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
644 {
645         return !vma->vm_ops;
646 }
647
648 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
649 {
650         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
651
652         if (!maybe_stack)
653                 return false;
654
655         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
656                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
657                 return true;
658
659         return false;
660 }
661
662 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
663 {
664         if (!current->mm)
665                 return true;
666
667         if (current->mm != vma->vm_mm)
668                 return true;
669
670         return false;
671 }
672
673 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
674 {
675         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
676 }
677
678 #ifdef CONFIG_SHMEM
679 /*
680  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
681  * paths in userfault.
682  */
683 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
684 #else
685 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
686 #endif
687
688 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
689
690 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
691 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
692
693 struct mmu_gather;
694 struct inode;
695
696 #include <linux/huge_mm.h>
697
698 /*
699  * Methods to modify the page usage count.
700  *
701  * What counts for a page usage:
702  * - cache mapping   (page->mapping)
703  * - private data    (page->private)
704  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
705  *   is counted separately
706  *
707  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
708  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
709  */
710
711 /*
712  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
713  */
714 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
715 {
716         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
717         return page_ref_dec_and_test(page);
718 }
719
720 /*
721  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
722  * that is the case.
723  * This can be called when MMU is off so it must not access
724  * any of the virtual mappings.
725  */
726 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
727 {
728         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
729 }
730
731 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
732
733 enum {
734         REGION_INTERSECTS,
735         REGION_DISJOINT,
736         REGION_MIXED,
737 };
738
739 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
740                       unsigned long desc);
741
742 /* Support for virtually mapped pages */
743 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
744 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
745
746 /*
747  * Determine if an address is within the vmalloc range
748  *
749  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
750  * is no special casing required.
751  */
752
753 #ifndef is_ioremap_addr
754 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
755 #endif
756
757 #ifdef CONFIG_MMU
758 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
759 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
760 #else
761 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
762 {
763         return false;
764 }
765 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
766 {
767         return 0;
768 }
769 #endif
770
771 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
772 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
773 {
774         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
775 }
776 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
777 {
778         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
779 }
780 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
781 {
782         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
783 }
784
785 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
786 {
787         size_t bytes;
788
789         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
790                 return NULL;
791
792         return kvmalloc(bytes, flags);
793 }
794
795 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
796 {
797         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
798 }
799
800 extern void kvfree(const void *addr);
801 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
802
803 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
804 {
805         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
806 }
807
808 /*
809  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
810  *
811  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
812  */
813 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
814 {
815         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
816         page = compound_head(page);
817         return head_compound_mapcount(page);
818 }
819
820 /*
821  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
822  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
823  * and atomic_add_negative(-1).
824  */
825 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
826 {
827         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
828 }
829
830 int __page_mapcount(struct page *page);
831
832 /*
833  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
834  * compound_mapcount().
835  *
836  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
837  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
838  * They use this place in struct page differently.
839  */
840 static inline int page_mapcount(struct page *page)
841 {
842         if (unlikely(PageCompound(page)))
843                 return __page_mapcount(page);
844         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
845 }
846
847 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
848 int total_mapcount(struct page *page);
849 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
850 #else
851 static inline int total_mapcount(struct page *page)
852 {
853         return page_mapcount(page);
854 }
855 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
856                                            int *total_mapcount)
857 {
858         int mapcount = page_mapcount(page);
859         if (total_mapcount)
860                 *total_mapcount = mapcount;
861         return mapcount;
862 }
863 #endif
864
865 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
866 {
867         struct page *page = virt_to_page(x);
868
869         return compound_head(page);
870 }
871
872 void __put_page(struct page *page);
873
874 void put_pages_list(struct list_head *pages);
875
876 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
877
878 /*
879  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
880  * prototype for that function and accessor functions.
881  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
882  */
883 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
884
885 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
886 enum compound_dtor_id {
887         NULL_COMPOUND_DTOR,
888         COMPOUND_PAGE_DTOR,
889 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
890         HUGETLB_PAGE_DTOR,
891 #endif
892 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
893         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
894 #endif
895         NR_COMPOUND_DTORS,
896 };
897 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
898
899 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
900                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
901 {
902         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
903         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
904 }
905
906 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
907 {
908         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
909         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
910 }
911
912 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
913 {
914         if (!PageHead(page))
915                 return 0;
916         return page[1].compound_order;
917 }
918
919 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
920 {
921         /*
922          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
923          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
924          * pages cannot support it.
925          */
926         page = compound_head(page);
927         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
928 }
929
930 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
931 {
932         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
933 }
934
935 static inline int compound_pincount(struct page *page)
936 {
937         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
938         page = compound_head(page);
939         return head_compound_pincount(page);
940 }
941
942 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
943 {
944         page[1].compound_order = order;
945         page[1].compound_nr = 1U << order;
946 }
947
948 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
949 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
950 {
951         if (!PageHead(page))
952                 return 1;
953         return page[1].compound_nr;
954 }
955
956 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
957 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
958 {
959         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
960 }
961
962 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
963 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
964 {
965         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
966 }
967
968 void free_compound_page(struct page *page);
969
970 #ifdef CONFIG_MMU
971 /*
972  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
973  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
974  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
975  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
976  */
977 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
978 {
979         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
980                 pte = pte_mkwrite(pte);
981         return pte;
982 }
983
984 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
985 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
986 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
987 #endif
988
989 /*
990  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
991  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
992  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
993  * only one copy in memory, at most, normally.
994  *
995  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
996  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
997  *   freelist management in the buddy allocator.
998  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
999  *
1000  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1001  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1002  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1003  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1004  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1005  *
1006  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1007  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1008  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1009  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1010  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1011  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1012  * subsequently been given references to it.
1013  *
1014  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1015  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1016  * The following discussion applies only to them.
1017  *
1018  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1019  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1020  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1021  * into the filesystem to release these pages.
1022  *
1023  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1024  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1025  * in units of PAGE_SIZE.
1026  *
1027  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1028  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1029  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1030  *
1031  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1032  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1033  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1034  *
1035  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1036  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1037  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1038  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1039  *
1040  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1041  * - inode pages may need to be read from disk,
1042  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1043  *   to be written back to the inode on disk,
1044  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1045  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1046  *   back into memory.
1047  */
1048
1049 /*
1050  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1051  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1052  */
1053
1054 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1055 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1056 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1057 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1058 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1059 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1060
1061 /*
1062  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1063  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1064  * the compiler will optimise away reference to them.
1065  */
1066 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1067 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1068 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1069 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1070 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1071
1072 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1073 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1074 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1075 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1076                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1077 #else
1078 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1079 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1080                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1081 #endif
1082
1083 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1084
1085 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1086 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1087 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1088 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1089 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1090 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1091
1092 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1093 {
1094         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1095         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1096 }
1097
1098 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1099 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1100 {
1101         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1102 }
1103 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1104                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1105 #else
1106 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1107 {
1108         return false;
1109 }
1110 #endif
1111
1112 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1113 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1114 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1115
1116 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1117 {
1118         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1119                 return false;
1120         if (!is_zone_device_page(page))
1121                 return false;
1122         switch (page->pgmap->type) {
1123         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1124         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1125                 return true;
1126         default:
1127                 break;
1128         }
1129         return false;
1130 }
1131
1132 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1133
1134 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1135 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1136 {
1137         return false;
1138 }
1139
1140 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1141 {
1142 }
1143 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1144
1145 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1146 {
1147         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1148                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1149                 is_zone_device_page(page) &&
1150                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1151 }
1152
1153 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1154 {
1155         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1156                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1157                 is_zone_device_page(page) &&
1158                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1159 }
1160
1161 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1162 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1163         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1164
1165 static inline void get_page(struct page *page)
1166 {
1167         page = compound_head(page);
1168         /*
1169          * Getting a normal page or the head of a compound page
1170          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1171          */
1172         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1173         page_ref_inc(page);
1174 }
1175
1176 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1177
1178 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1179 {
1180         page = compound_head(page);
1181         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1182                 return false;
1183         page_ref_inc(page);
1184         return true;
1185 }
1186
1187 static inline void put_page(struct page *page)
1188 {
1189         page = compound_head(page);
1190
1191         /*
1192          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1193          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1194          * need to inform the device driver through callback. See
1195          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1196          */
1197         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1198                 put_devmap_managed_page(page);
1199                 return;
1200         }
1201
1202         if (put_page_testzero(page))
1203                 __put_page(page);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1208  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1209  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1210  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1211  *
1212  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1213  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1214  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1215  *
1216  * Choice of value:
1217  *
1218  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1219  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1220  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1221  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1222  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1223  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1224  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1225  *
1226  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1227  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1228  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1229  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1230  * issue.
1231  *
1232  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1233  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1234  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1235  * table entries.
1236  */
1237 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1238
1239 void unpin_user_page(struct page *page);
1240 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1241                                  bool make_dirty);
1242 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1243
1244 /**
1245  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1246  *
1247  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1248  * pin_user_pages*().
1249  *
1250  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1251  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1252  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1253  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1254  *
1255  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1256  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1257  * deal gracefully with a false positive.
1258  *
1259  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1260  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1261  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1262  * scheme).
1263  *
1264  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1265  *
1266  * @page:       pointer to page to be queried.
1267  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1268  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1269  */
1270 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1271 {
1272         if (hpage_pincount_available(page))
1273                 return compound_pincount(page) > 0;
1274
1275         /*
1276          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1277          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1278          * further incrementing the refcount.
1279          *
1280          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1281          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1282          */
1283         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1284                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1285 }
1286
1287 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1288 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1289 #endif
1290
1291 /*
1292  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1293  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1294  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1295  * node id available in page flags.
1296  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1297  * pages in a zone.
1298  */
1299 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1300 {
1301         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1302 }
1303
1304 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1305 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1306 #else
1307 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1308 {
1309         struct page *p = (struct page *)page;
1310
1311         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1312 }
1313 #endif
1314
1315 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1316 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1317 {
1318         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1319 }
1320
1321 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1322 {
1323         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1324 }
1325
1326 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1327 {
1328         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1329 }
1330
1331 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1332 {
1333         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1334 }
1335
1336 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1337 {
1338         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1339 }
1340
1341 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1342 {
1343         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1344 }
1345
1346 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1347 {
1348         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1349 }
1350
1351 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1352 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1353 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1354 {
1355         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1356 }
1357
1358 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1359 {
1360         return page->_last_cpupid;
1361 }
1362 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1363 {
1364         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1365 }
1366 #else
1367 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1368 {
1369         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1370 }
1371
1372 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1373
1374 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1375 {
1376         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1377 }
1378 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1379 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1380 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1381 {
1382         return page_to_nid(page); /* XXX */
1383 }
1384
1385 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1386 {
1387         return page_to_nid(page); /* XXX */
1388 }
1389
1390 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1391 {
1392         return -1;
1393 }
1394
1395 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1396 {
1397         return -1;
1398 }
1399
1400 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1401 {
1402         return -1;
1403 }
1404
1405 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1406 {
1407         return -1;
1408 }
1409
1410 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1411 {
1412         return true;
1413 }
1414
1415 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1416 {
1417 }
1418
1419 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1420 {
1421         return false;
1422 }
1423 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1424
1425 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1426
1427 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1428 {
1429         if (kasan_enabled())
1430                 return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1431         return 0xff;
1432 }
1433
1434 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1435 {
1436         if (kasan_enabled()) {
1437                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1438                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1439         }
1440 }
1441
1442 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1443 {
1444         if (kasan_enabled())
1445                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1446 }
1447
1448 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1449
1450 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1451 {
1452         return 0xff;
1453 }
1454
1455 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1456 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1457
1458 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1459
1460 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1461 {
1462         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1463 }
1464
1465 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1466 {
1467         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1468 }
1469
1470 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1471 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1472 {
1473         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1474         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1475 }
1476
1477 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1478 {
1479         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1480 }
1481 #endif
1482
1483 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1484 {
1485         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1486         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1487 }
1488
1489 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1490 {
1491         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1492         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1493 }
1494
1495 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1496         unsigned long node, unsigned long pfn)
1497 {
1498         set_page_zone(page, zone);
1499         set_page_node(page, node);
1500 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1501         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1502 #endif
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1507  */
1508 #include <linux/vmstat.h>
1509
1510 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1511 {
1512         return page_to_virt(page);
1513 }
1514
1515 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1516 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1517 #endif
1518
1519 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1520 static inline void *page_address(const struct page *page)
1521 {
1522         return page->virtual;
1523 }
1524 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1525 {
1526         page->virtual = address;
1527 }
1528 #define page_address_init()  do { } while(0)
1529 #endif
1530
1531 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1532 void *page_address(const struct page *page);
1533 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1534 void page_address_init(void);
1535 #endif
1536
1537 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1538 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1539 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1540 #define page_address_init()  do { } while(0)
1541 #endif
1542
1543 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1544 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1545 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1546
1547 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1548
1549 static inline
1550 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1551 {
1552         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1553                 return __page_file_mapping(page);
1554
1555         return page->mapping;
1556 }
1557
1558 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1559
1560 /*
1561  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1562  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1563  */
1564 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1565 {
1566         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1567                 return __page_file_index(page);
1568         return page->index;
1569 }
1570
1571 bool page_mapped(struct page *page);
1572 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1573 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1574
1575 /*
1576  * Return true only if the page has been allocated with
1577  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1578  * met implying that the system is under some pressure.
1579  */
1580 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1581 {
1582         /*
1583          * Page index cannot be this large so this must be
1584          * a pfmemalloc page.
1585          */
1586         return page->index == -1UL;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1591  * page.
1592  */
1593 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1594 {
1595         page->index = -1UL;
1596 }
1597
1598 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1599 {
1600         page->index = 0;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1605  */
1606 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1607
1608 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1609 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1610
1611 /*
1612  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1613  * various contexts.
1614  */
1615 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1616
1617 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1618
1619 #ifdef CONFIG_MMU
1620 extern bool can_do_mlock(void);
1621 #else
1622 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1623 #endif
1624 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1625 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1626
1627 /*
1628  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1629  */
1630 struct zap_details {
1631         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1632         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1633         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1634 };
1635
1636 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1637                              pte_t pte);
1638 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1639                                 pmd_t pmd);
1640
1641 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1642                   unsigned long size);
1643 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1644                     unsigned long size);
1645 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1646                 unsigned long start, unsigned long end);
1647
1648 struct mmu_notifier_range;
1649
1650 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1651                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1652 int
1653 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1654 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1655                 struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp,
1656                 spinlock_t **ptlp);
1657 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1658         unsigned long *pfn);
1659 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1660                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1661 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1662                         void *buf, int len, int write);
1663
1664 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1665 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1666 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1667 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1668 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1669 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1670 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1671
1672 #ifdef CONFIG_MMU
1673 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1674                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1675                                   struct pt_regs *regs);
1676 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1677                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1678                             bool *unlocked);
1679 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1680                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1681 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1682                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1683 #else
1684 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1685                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1686                                          struct pt_regs *regs)
1687 {
1688         /* should never happen if there's no MMU */
1689         BUG();
1690         return VM_FAULT_SIGBUS;
1691 }
1692 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1693                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1694 {
1695         /* should never happen if there's no MMU */
1696         BUG();
1697         return -EFAULT;
1698 }
1699 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1700                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1701 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1702                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1703 #endif
1704
1705 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1706                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1707 {
1708         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1709 }
1710
1711 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1712                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1713 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1714                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1715 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1716                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1717
1718 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1719                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1720                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1721                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1722 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1723                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1724                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1725                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1726 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1727                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1728                             struct vm_area_struct **vmas);
1729 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1730                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1731                     struct vm_area_struct **vmas);
1732 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1733                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1734 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1735                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1736 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1737                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1738 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1739                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1740
1741 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1742                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1743 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1744                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1745
1746 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1747 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1748                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1749
1750 /* Container for pinned pfns / pages */
1751 struct frame_vector {
1752         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1753         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1754         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1755         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1756         void *ptrs[];           /* Array of pinned pfns / pages. Use
1757                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1758                                  * for access */
1759 };
1760
1761 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1762 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1763 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1764                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1765 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1766 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1767 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1768
1769 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1770 {
1771         return vec->nr_frames;
1772 }
1773
1774 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1775 {
1776         if (vec->is_pfns) {
1777                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1778
1779                 if (err)
1780                         return ERR_PTR(err);
1781         }
1782         return (struct page **)(vec->ptrs);
1783 }
1784
1785 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1786 {
1787         if (!vec->is_pfns)
1788                 frame_vector_to_pfns(vec);
1789         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1790 }
1791
1792 struct kvec;
1793 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1794                         struct page **pages);
1795 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1796 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1797
1798 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1799 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1800                               unsigned int length);
1801
1802 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1803 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1804 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1805 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1806                                 struct page *page);
1807 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1808 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1809                           struct bdi_writeback *wb);
1810 int set_page_dirty(struct page *page);
1811 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1812 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1813 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1814 {
1815         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1816         if (PageDirty(page))
1817                 __cancel_dirty_page(page);
1818 }
1819 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1820
1821 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1822
1823 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1824                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1825                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1826                 bool need_rmap_locks);
1827
1828 /*
1829  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1830  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1831  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1832  * time.
1833  */
1834 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1835 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1836 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1837 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1838 /* Whether this change is for write protecting */
1839 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1840 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1841 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1842                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1843
1844 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1845                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1846                               unsigned long cp_flags);
1847 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1848                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1849                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1850
1851 /*
1852  * doesn't attempt to fault and will return short.
1853  */
1854 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1855                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1856 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1857                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1858
1859 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1860                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1861 {
1862         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1863 }
1864 /*
1865  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1866  */
1867 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1868 {
1869         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1870
1871 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1872         /*
1873          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1874          * But it's never be expected number for users.
1875          */
1876         if (val < 0)
1877                 val = 0;
1878 #endif
1879         return (unsigned long)val;
1880 }
1881
1882 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1883
1884 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1885 {
1886         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1887
1888         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1889 }
1890
1891 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1892 {
1893         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1894
1895         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1896 }
1897
1898 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1899 {
1900         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1901
1902         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1903 }
1904
1905 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1906 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1907 {
1908         if (PageSwapBacked(page))
1909                 return MM_SHMEMPAGES;
1910         return MM_FILEPAGES;
1911 }
1912
1913 static inline int mm_counter(struct page *page)
1914 {
1915         if (PageAnon(page))
1916                 return MM_ANONPAGES;
1917         return mm_counter_file(page);
1918 }
1919
1920 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1921 {
1922         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1923                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1924                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1925 }
1926
1927 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1928 {
1929         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1930 }
1931
1932 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1933 {
1934         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1935 }
1936
1937 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1938 {
1939         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1940
1941         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1942                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1943 }
1944
1945 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1946 {
1947         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1948                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1949 }
1950
1951 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1952 {
1953         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1954 }
1955
1956 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1957                                          struct mm_struct *mm)
1958 {
1959         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1960
1961         if (*maxrss < hiwater_rss)
1962                 *maxrss = hiwater_rss;
1963 }
1964
1965 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1966 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1967 #else
1968 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1969 {
1970 }
1971 #endif
1972
1973 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1974 static inline int pte_special(pte_t pte)
1975 {
1976         return 0;
1977 }
1978
1979 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1980 {
1981         return pte;
1982 }
1983 #endif
1984
1985 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1986 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1987 {
1988         return 0;
1989 }
1990 #endif
1991
1992 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1993
1994 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1995                                spinlock_t **ptl);
1996 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1997                                     spinlock_t **ptl)
1998 {
1999         pte_t *ptep;
2000         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2001         return ptep;
2002 }
2003
2004 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2005 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2006                                                 unsigned long address)
2007 {
2008         return 0;
2009 }
2010 #else
2011 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2012 #endif
2013
2014 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2015 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2016                                                 unsigned long address)
2017 {
2018         return 0;
2019 }
2020 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2021 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2022
2023 #else
2024 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2025
2026 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2027 {
2028         if (mm_pud_folded(mm))
2029                 return;
2030         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2031 }
2032
2033 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2034 {
2035         if (mm_pud_folded(mm))
2036                 return;
2037         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2038 }
2039 #endif
2040
2041 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2042 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2043                                                 unsigned long address)
2044 {
2045         return 0;
2046 }
2047
2048 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2049 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2050
2051 #else
2052 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2053
2054 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2055 {
2056         if (mm_pmd_folded(mm))
2057                 return;
2058         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2059 }
2060
2061 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2062 {
2063         if (mm_pmd_folded(mm))
2064                 return;
2065         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2066 }
2067 #endif
2068
2069 #ifdef CONFIG_MMU
2070 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2071 {
2072         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2073 }
2074
2075 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2076 {
2077         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2078 }
2079
2080 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2081 {
2082         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2083 }
2084
2085 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2086 {
2087         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2088 }
2089 #else
2090
2091 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2092 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2093 {
2094         return 0;
2095 }
2096
2097 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2098 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2099 #endif
2100
2101 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2102 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2103
2104 #if defined(CONFIG_MMU)
2105
2106 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2107                 unsigned long address)
2108 {
2109         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2110                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2111 }
2112
2113 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2114                 unsigned long address)
2115 {
2116         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2117                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2118 }
2119
2120 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2121 {
2122         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2123                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2124 }
2125 #endif /* CONFIG_MMU */
2126
2127 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2128 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2129 void __init ptlock_cache_init(void);
2130 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2131 extern void ptlock_free(struct page *page);
2132
2133 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2134 {
2135         return page->ptl;
2136 }
2137 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2138 static inline void ptlock_cache_init(void)
2139 {
2140 }
2141
2142 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2143 {
2144         return true;
2145 }
2146
2147 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2148 {
2149 }
2150
2151 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2152 {
2153         return &page->ptl;
2154 }
2155 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2156
2157 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2158 {
2159         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2160 }
2161
2162 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2163 {
2164         /*
2165          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2166          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2167          *
2168          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2169          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2170          */
2171         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2172         if (!ptlock_alloc(page))
2173                 return false;
2174         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2175         return true;
2176 }
2177
2178 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2179 /*
2180  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2181  */
2182 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2183 {
2184         return &mm->page_table_lock;
2185 }
2186 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2187 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2188 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2189 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2190
2191 static inline void pgtable_init(void)
2192 {
2193         ptlock_cache_init();
2194         pgtable_cache_init();
2195 }
2196
2197 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2198 {
2199         if (!ptlock_init(page))
2200                 return false;
2201         __SetPageTable(page);
2202         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2203         return true;
2204 }
2205
2206 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2207 {
2208         ptlock_free(page);
2209         __ClearPageTable(page);
2210         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2211 }
2212
2213 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2214 ({                                                      \
2215         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2216         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2217         *(ptlp) = __ptl;                                \
2218         spin_lock(__ptl);                               \
2219         __pte;                                          \
2220 })
2221
2222 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2223         spin_unlock(ptl);                               \
2224         pte_unmap(pte);                                 \
2225 } while (0)
2226
2227 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2228
2229 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2230         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2231
2232 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2233         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2234                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2235
2236 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2237         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2238                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2239
2240 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2241
2242 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2243 {
2244         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2245         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2246 }
2247
2248 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2249 {
2250         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2251 }
2252
2253 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2254 {
2255 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2256         page->pmd_huge_pte = NULL;
2257 #endif
2258         return ptlock_init(page);
2259 }
2260
2261 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2262 {
2263 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2264         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2265 #endif
2266         ptlock_free(page);
2267 }
2268
2269 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2270
2271 #else
2272
2273 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2274 {
2275         return &mm->page_table_lock;
2276 }
2277
2278 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2279 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2280
2281 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2282
2283 #endif
2284
2285 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2286 {
2287         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2288         spin_lock(ptl);
2289         return ptl;
2290 }
2291
2292 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2293 {
2294         if (!pmd_ptlock_init(page))
2295                 return false;
2296         __SetPageTable(page);
2297         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2298         return true;
2299 }
2300
2301 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2302 {
2303         pmd_ptlock_free(page);
2304         __ClearPageTable(page);
2305         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2306 }
2307
2308 /*
2309  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2310  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2311  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2312  * which need to be converted from page_table_lock.
2313  */
2314 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2315 {
2316         return &mm->page_table_lock;
2317 }
2318
2319 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2320 {
2321         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2322
2323         spin_lock(ptl);
2324         return ptl;
2325 }
2326
2327 extern void __init pagecache_init(void);
2328 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2329 extern void free_initmem(void);
2330
2331 /*
2332  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2333  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2334  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2335  * Return pages freed into the buddy system.
2336  */
2337 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2338                                         int poison, const char *s);
2339
2340 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2341 /*
2342  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2343  * and totalram_pages.
2344  */
2345 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2346 #endif
2347
2348 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2349 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2350
2351 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2352
2353 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2354 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2355 {
2356         ClearPageReserved(page);
2357         init_page_count(page);
2358         __free_page(page);
2359 }
2360
2361 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2362 {
2363         __free_reserved_page(page);
2364         adjust_managed_page_count(page, 1);
2365 }
2366
2367 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2368 {
2369         SetPageReserved(page);
2370         adjust_managed_page_count(page, -1);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2375  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2376  * range [0, UCHAR_MAX].
2377  * Return pages freed into the buddy system.
2378  */
2379 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2380 {
2381         extern char __init_begin[], __init_end[];
2382
2383         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2384                                   poison, "unused kernel");
2385 }
2386
2387 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2388 {
2389         int nid;
2390         unsigned long phys_pages = 0;
2391
2392         for_each_online_node(nid)
2393                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2394
2395         return phys_pages;
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2400  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2401  * architecture independent manner.
2402  *
2403  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2404  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2405  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2406  * usage, an architecture is expected to do something like
2407  *
2408  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2409  *                                                       max_highmem_pfn};
2410  * for_each_valid_physical_page_range()
2411  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2412  * free_area_init(max_zone_pfns);
2413  */
2414 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2415 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2416 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2417                                                 unsigned long end_pfn);
2418 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2419                                                 unsigned long end_pfn);
2420 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2421                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2422 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2423
2424 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2425 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2426 {
2427         return 0;
2428 }
2429 #else
2430 /* please see mm/page_alloc.c */
2431 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2432 #endif
2433
2434 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2435 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2436                 enum meminit_context, struct vmem_altmap *, int migratetype);
2437 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2438 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2439 extern void mem_init(void);
2440 extern void __init mmap_init(void);
2441 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2442 extern long si_mem_available(void);
2443 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2444 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2445 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2446 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2447 #endif
2448
2449 extern __printf(3, 4)
2450 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2451
2452 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2453
2454 /* page_alloc.c */
2455 extern int min_free_kbytes;
2456 extern int watermark_boost_factor;
2457 extern int watermark_scale_factor;
2458 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2459
2460 /* nommu.c */
2461 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2462 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2463
2464 /* interval_tree.c */
2465 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2466                               struct rb_root_cached *root);
2467 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2468                                     struct vm_area_struct *prev,
2469                                     struct rb_root_cached *root);
2470 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2471                               struct rb_root_cached *root);
2472 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2473                                 unsigned long start, unsigned long last);
2474 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2475                                 unsigned long start, unsigned long last);
2476
2477 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2478         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2479              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2480
2481 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2482                                    struct rb_root_cached *root);
2483 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2484                                    struct rb_root_cached *root);
2485 struct anon_vma_chain *
2486 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2487                                   unsigned long start, unsigned long last);
2488 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2489         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2490 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2491 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2492 #endif
2493
2494 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2495         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2496              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2497
2498 /* mmap.c */
2499 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2500 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2501         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2502         struct vm_area_struct *expand);
2503 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2504         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2505 {
2506         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2507 }
2508 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2509         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2510         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2511         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2512 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2513 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2514         unsigned long addr, int new_below);
2515 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2516         unsigned long addr, int new_below);
2517 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2518 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2519         struct rb_node **, struct rb_node *);
2520 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2521 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2522         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2523         bool *need_rmap_locks);
2524 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2525
2526 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2527                                     unsigned long new,
2528                                     unsigned long start,
2529                                     unsigned long end_data,
2530                                     unsigned long start_data)
2531 {
2532         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2533                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2534                         return -ENOSPC;
2535         }
2536
2537         return 0;
2538 }
2539
2540 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2541 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2542
2543 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2544 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2545 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2546
2547 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2548 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2549
2550 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2551                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2552 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2553                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2554                                    unsigned long flags,
2555                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2556 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2557 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2558                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2559                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2560
2561 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2562
2563 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2564
2565 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2566         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2567         struct list_head *uf);
2568 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2569         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2570         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2571 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2572                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2573 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2574                      struct list_head *uf);
2575 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2576
2577 #ifdef CONFIG_MMU
2578 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2579                          int ignore_errors);
2580 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2581 {
2582         /* Ignore errors */
2583         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2584 }
2585 #else
2586 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2587 #endif
2588
2589 /* These take the mm semaphore themselves */
2590 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2591 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2592 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2593 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2594         unsigned long, unsigned long,
2595         unsigned long, unsigned long);
2596
2597 struct vm_unmapped_area_info {
2598 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2599         unsigned long flags;
2600         unsigned long length;
2601         unsigned long low_limit;
2602         unsigned long high_limit;
2603         unsigned long align_mask;
2604         unsigned long align_offset;
2605 };
2606
2607 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2608
2609 /* truncate.c */
2610 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2611 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2612                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2613 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2614
2615 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2616 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2617 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2618                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2619 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2620
2621 /* mm/page-writeback.c */
2622 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2623 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2624
2625 extern unsigned long stack_guard_gap;
2626 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2627 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2628
2629 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2630 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2631                 unsigned long address);
2632 #if VM_GROWSUP
2633 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2634 #else
2635   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2636 #endif
2637
2638 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2639 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2640 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2641                                              struct vm_area_struct **pprev);
2642
2643 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2644    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2645 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2646 {
2647         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2648
2649         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2650                 vma = NULL;
2651         return vma;
2652 }
2653
2654 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2655 {
2656         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2657
2658         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2659                 vm_start -= stack_guard_gap;
2660                 if (vm_start > vma->vm_start)
2661                         vm_start = 0;
2662         }
2663         return vm_start;
2664 }
2665
2666 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2667 {
2668         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2669
2670         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2671                 vm_end += stack_guard_gap;
2672                 if (vm_end < vma->vm_end)
2673                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2674         }
2675         return vm_end;
2676 }
2677
2678 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2679 {
2680         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2681 }
2682
2683 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2684 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2685                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2686 {
2687         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2688
2689         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2690                 vma = NULL;
2691
2692         return vma;
2693 }
2694
2695 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2696                                 unsigned long start, unsigned long end)
2697 {
2698         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2699 }
2700
2701 #ifdef CONFIG_MMU
2702 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2703 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2704 #else
2705 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2706 {
2707         return __pgprot(0);
2708 }
2709 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2710 {
2711         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2712 }
2713 #endif
2714
2715 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2716
2717 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2718 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2719                         unsigned long start, unsigned long end);
2720 #endif
2721
2722 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2723 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2724                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2725 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2726 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2727                         struct page **pages, unsigned long *num);
2728 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2729                                 unsigned long num);
2730 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2731                                 unsigned long num);
2732 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2733                         unsigned long pfn);
2734 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2735                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2736 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2737                         pfn_t pfn);
2738 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2739                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2740 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2741                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2742 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2743
2744 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2745                                 unsigned long addr, struct page *page)
2746 {
2747         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2748
2749         if (err == -ENOMEM)
2750                 return VM_FAULT_OOM;
2751         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2752                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2753
2754         return VM_FAULT_NOPAGE;
2755 }
2756
2757 #ifndef io_remap_pfn_range
2758 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2759                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2760                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2761 {
2762         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2763 }
2764 #endif
2765
2766 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2767 {
2768         if (err == -ENOMEM)
2769                 return VM_FAULT_OOM;
2770         return VM_FAULT_SIGBUS;
2771 }
2772
2773 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2774                          unsigned int foll_flags);
2775
2776 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2777 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2778 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2779 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2780 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2781 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2782                                  * and return without waiting upon it */
2783 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2784 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2785 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2786 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2787 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2788 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2789 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2790 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2791 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2792 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2793 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2794 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2795 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2796 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2797
2798 /*
2799  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2800  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2801  *
2802  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2803  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2804  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2805  *
2806  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2807  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2808  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2809  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2810  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2811  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2812  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2813  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2814  *
2815  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2816  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2817  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2818  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2819  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2820  *
2821  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2822  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2823  * FOLL_LONGTERM is specified.
2824  *
2825  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2826  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2827  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2828  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2829  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2830  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2831  * a call to unpin_user_page().
2832  *
2833  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2834  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2835  * its own acquire and release mechanisms:
2836  *
2837  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2838  *
2839  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2840  *
2841  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2842  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2843  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2844  * callers, not on the pages.)
2845  *
2846  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2847  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2848  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2849  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2850  *
2851  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2852  */
2853
2854 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2855 {
2856         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2857                 return -ENOMEM;
2858         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2859                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2860         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2861                 return -EFAULT;
2862         return 0;
2863 }
2864
2865 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2866 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2867                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2868 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2869                                    unsigned long address, unsigned long size,
2870                                    pte_fn_t fn, void *data);
2871
2872 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2873 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2874 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2875 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2876 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2877 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2878 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2879 {
2880         return _page_poisoning_enabled_early;
2881 }
2882 /*
2883  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2884  * false negative result is not harmful when called too early.
2885  */
2886 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2887 {
2888         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2889 }
2890 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2891 {
2892         if (page_poisoning_enabled_static())
2893                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2894 }
2895 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2896 {
2897         if (page_poisoning_enabled_static())
2898                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2899 }
2900 #else
2901 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2902 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2903 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2904 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2905 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2906 #endif
2907
2908 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2909 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2910 {
2911         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc))
2912                 return true;
2913         return flags & __GFP_ZERO;
2914 }
2915
2916 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2917 static inline bool want_init_on_free(void)
2918 {
2919         return static_branch_unlikely(&init_on_free);
2920 }
2921
2922 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2923 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2924
2925 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2926 {
2927         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2928                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2933  * false negative result is not harmful when called too early.
2934  */
2935 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2936 {
2937         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2938                 return false;
2939
2940         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2941 }
2942
2943 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2944 /*
2945  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
2946  * __kernel_map_pages() never fails
2947  */
2948 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2949
2950 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
2951 {
2952         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2953                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
2954 }
2955
2956 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
2957 {
2958         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2959                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
2960 }
2961 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2962 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
2963 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
2964 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2965
2966 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2967 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2968 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2969 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2970 #else
2971 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2972 {
2973         return NULL;
2974 }
2975 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2976 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2977 {
2978         return 0;
2979 }
2980 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2981
2982 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2983
2984 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2985 extern int sysctl_drop_caches;
2986 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
2987                 loff_t *);
2988 #endif
2989
2990 void drop_slab(void);
2991 void drop_slab_node(int nid);
2992
2993 #ifndef CONFIG_MMU
2994 #define randomize_va_space 0
2995 #else
2996 extern int randomize_va_space;
2997 #endif
2998
2999 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3000 #ifdef CONFIG_MMU
3001 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3002 #else
3003 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3004 {
3005 }
3006 #endif
3007
3008 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3009 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3010                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3011 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3012 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3013 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3014 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3015 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3016                             struct vmem_altmap *altmap);
3017 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3018 struct vmem_altmap;
3019 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3020                               struct vmem_altmap *altmap);
3021 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3022 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3023                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3024 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3025                 struct vmem_altmap *altmap);
3026 void vmemmap_populate_print_last(void);
3027 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3028 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3029                 struct vmem_altmap *altmap);
3030 #endif
3031 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3032                                   unsigned long nr_pages);
3033
3034 enum mf_flags {
3035         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3036         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3037         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3038         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3039 };
3040 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3041 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3042 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3043 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3044 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3045 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3046 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3047 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3048 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3049
3050
3051 /*
3052  * Error handlers for various types of pages.
3053  */
3054 enum mf_result {
3055         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3056         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3057         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3058         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3059 };
3060
3061 enum mf_action_page_type {
3062         MF_MSG_KERNEL,
3063         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3064         MF_MSG_SLAB,
3065         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3066         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3067         MF_MSG_HUGE,
3068         MF_MSG_FREE_HUGE,
3069         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3070         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3071         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3072         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3073         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3074         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3075         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3076         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3077         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3078         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3079         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3080         MF_MSG_BUDDY,
3081         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3082         MF_MSG_DAX,
3083         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3084         MF_MSG_UNKNOWN,
3085 };
3086
3087 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3088 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3089                             unsigned long addr_hint,
3090                             unsigned int pages_per_huge_page);
3091 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3092                                 unsigned long addr_hint,
3093                                 struct vm_area_struct *vma,
3094                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3095 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3096                                 const void __user *usr_src,
3097                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3098                                 bool allow_pagefault);
3099
3100 /**
3101  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3102  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3103  *
3104  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3105  * the definition in vm_normal_page().
3106  *
3107  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3108  * false otherwise.
3109  */
3110 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3111 {
3112         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3113                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3114 }
3115
3116 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3117
3118 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3119 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3120 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3121
3122 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3123 {
3124         return _debug_guardpage_minorder;
3125 }
3126
3127 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3128 {
3129         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3130 }
3131
3132 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3133 {
3134         if (!debug_guardpage_enabled())
3135                 return false;
3136
3137         return PageGuard(page);
3138 }
3139 #else
3140 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3141 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3142 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3143 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3144
3145 #if MAX_NUMNODES > 1
3146 void __init setup_nr_node_ids(void);
3147 #else
3148 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3149 #endif
3150
3151 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3152
3153 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3154 {
3155         return !memcmp_pages(page1, page2);
3156 }
3157
3158 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3159 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3160                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3161                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3162                                                 unsigned long *bitmap,
3163                                                 pgoff_t *start,
3164                                                 pgoff_t *end);
3165
3166 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3167                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3168 #endif
3169
3170 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3171
3172 #endif /* __KERNEL__ */
3173 #endif /* _LINUX_MM_H */