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