Merge tag 'for-v5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/sre/linux...
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
228 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
229 #else
230 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
231 #endif
232
233 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
234 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
235
236 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
237 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
238
239 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
240
241 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
242                            void *end_data, void *brk);
243
244 /*
245  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
246  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
247  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
248  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
249  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
250  * mmap() functions).
251  */
252
253 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
254 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
255 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
256
257 #ifndef CONFIG_MMU
258 extern struct rb_root nommu_region_tree;
259 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
260
261 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
262 #endif
263
264 /*
265  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
266  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
267  */
268 #define VM_NONE         0x00000000
269
270 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
271 #define VM_WRITE        0x00000002
272 #define VM_EXEC         0x00000004
273 #define VM_SHARED       0x00000008
274
275 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
276 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
277 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
278 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
279 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
280
281 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
282 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
283 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
284 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
285 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
286
287 #define VM_LOCKED       0x00002000
288 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
289
290                                         /* Used by sys_madvise() */
291 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
292 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
293
294 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
295 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
296 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
297 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
298 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
299 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
300 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
301 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
302 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
303 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
304
305 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
306 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
307 #else
308 # define VM_SOFTDIRTY   0
309 #endif
310
311 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
312 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
313 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
314 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
315
316 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
323 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
324 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
325 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
326 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
327 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
328
329 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
330 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
331 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
332 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
333 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
334 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
335 #ifdef CONFIG_PPC
336 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
337 #else
338 # define VM_PKEY_BIT4  0
339 #endif
340 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
341
342 #if defined(CONFIG_X86)
343 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
344 #elif defined(CONFIG_PPC)
345 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
346 #elif defined(CONFIG_PARISC)
347 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
348 #elif defined(CONFIG_IA64)
349 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
350 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
351 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
353 #elif defined(CONFIG_ARM64)
354 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
355 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
356 #elif !defined(CONFIG_MMU)
357 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
358 #endif
359
360 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
361 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
363 #else
364 # define VM_MTE         VM_NONE
365 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
366 #endif
367
368 #ifndef VM_GROWSUP
369 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
373 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
374 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
375 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
376 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
378
379 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
380 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
381
382 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
383
384 /* Common data flag combinations */
385 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
386                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
387 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
388                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
389 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
390                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
391
392 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
393 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
394 #endif
395
396 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
397 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
401 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
402 #else
403 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
404 #endif
405
406 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
407
408 /* VMA basic access permission flags */
409 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
410
411
412 /*
413  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
414  */
415 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
416
417 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
418 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
419
420 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
421 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
422
423 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
424 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
425
426 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
427 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
428 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
429 #endif
430 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
431
432 /*
433  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
434  * low four bits) to a page protection mask..
435  */
436 extern pgprot_t protection_map[16];
437
438 /**
439  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
440  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
441  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
442  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
443  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
444  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
445  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
446  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
447  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
448  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
449  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
450  *
451  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
452  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
453  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
454  *
455  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
456  *                              this is the first try
457  *
458  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
459  *                              we've already tried at least once
460  *
461  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
462  *
463  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
464  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
465  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
466  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
467  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
468  * interrupted if necessary.
469  */
470 enum fault_flag {
471         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
472         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
473         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
474         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
475         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
476         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
477         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
478         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
479         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
480         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
481 };
482
483 /*
484  * The default fault flags that should be used by most of the
485  * arch-specific page fault handlers.
486  */
487 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
488                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
489                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
490
491 /**
492  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
493  * @flags: Fault flags.
494  *
495  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
496  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
497  * to change, in which case we can try to be polite to release the
498  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
499  * processes that would also want the mmap_lock.
500  *
501  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
502  * attempt of the fault handling; false otherwise.
503  */
504 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
505 {
506         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
507             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
508 }
509
510 #define FAULT_FLAG_TRACE \
511         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
512         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
513         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
514         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
515         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
516         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
517         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
518         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
519         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
520         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
521
522 /*
523  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
524  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
525  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
526  *
527  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
528  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
529  *
530  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
531  */
532 struct vm_fault {
533         const struct {
534                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
535                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
536                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
537                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
538         };
539         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
540                                          * XXX: should really be 'const' */
541         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
542                                          * the 'address' */
543         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
544                                          * the 'address'
545                                          */
546         union {
547                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
548                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
549                                          * used by PMD fault only.
550                                          */
551         };
552
553         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
554         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
555                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
556                                          * is set (which is also implied by
557                                          * VM_FAULT_ERROR).
558                                          */
559         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
560         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
561                                          * the 'address'. NULL if the page
562                                          * table hasn't been allocated.
563                                          */
564         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
565                                          * Protects pte page table if 'pte'
566                                          * is not NULL, otherwise pmd.
567                                          */
568         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
569                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
570                                          * table from atomic context.
571                                          * do_fault_around() pre-allocates
572                                          * page table to avoid allocation from
573                                          * atomic context.
574                                          */
575 };
576
577 /* page entry size for vm->huge_fault() */
578 enum page_entry_size {
579         PE_SIZE_PTE = 0,
580         PE_SIZE_PMD,
581         PE_SIZE_PUD,
582 };
583
584 /*
585  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
586  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
587  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
588  */
589 struct vm_operations_struct {
590         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
591         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
592         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
593         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
594         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
595         /*
596          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
597          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
598          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
599          */
600         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
601                         unsigned long end, unsigned long newflags);
602         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
603         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
604                         enum page_entry_size pe_size);
605         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
606                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
607         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
608
609         /* notification that a previously read-only page is about to become
610          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
611         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
612
613         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
614         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
615
616         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
617          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
618          * implementation useful for any iomem mapping.
619          */
620         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
621                       void *buf, int len, int write);
622
623         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
624          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
625          * vma to be dumped unconditionally. */
626         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
627
628 #ifdef CONFIG_NUMA
629         /*
630          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
631          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
632          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
633          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
634          * mempolicy.
635          */
636         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
637
638         /*
639          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
640          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
641          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
642          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
643          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
644          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
645          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
646          * policy.
647          */
648         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
649                                         unsigned long addr);
650 #endif
651         /*
652          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
653          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
654          * (using pte_page()) would not find the correct page.
655          */
656         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
657                                           unsigned long addr);
658 };
659
660 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
661 {
662         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
663
664         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
665         vma->vm_mm = mm;
666         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
667         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
668 }
669
670 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
671 {
672         vma->vm_ops = NULL;
673 }
674
675 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
676 {
677         return !vma->vm_ops;
678 }
679
680 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
681 {
682         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
683
684         if (!maybe_stack)
685                 return false;
686
687         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
688                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
689                 return true;
690
691         return false;
692 }
693
694 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
695 {
696         if (!current->mm)
697                 return true;
698
699         if (current->mm != vma->vm_mm)
700                 return true;
701
702         return false;
703 }
704
705 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
706 {
707         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
708 }
709
710 #ifdef CONFIG_SHMEM
711 /*
712  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
713  * paths in userfault.
714  */
715 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
716 #else
717 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
718 #endif
719
720 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
721
722 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
723 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
724
725 struct mmu_gather;
726 struct inode;
727
728 #include <linux/huge_mm.h>
729
730 /*
731  * Methods to modify the page usage count.
732  *
733  * What counts for a page usage:
734  * - cache mapping   (page->mapping)
735  * - private data    (page->private)
736  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
737  *   is counted separately
738  *
739  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
740  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
741  */
742
743 /*
744  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
745  */
746 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
747 {
748         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
749         return page_ref_dec_and_test(page);
750 }
751
752 /*
753  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
754  * that is the case.
755  * This can be called when MMU is off so it must not access
756  * any of the virtual mappings.
757  */
758 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
759 {
760         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
761 }
762
763 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
764
765 enum {
766         REGION_INTERSECTS,
767         REGION_DISJOINT,
768         REGION_MIXED,
769 };
770
771 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
772                       unsigned long desc);
773
774 /* Support for virtually mapped pages */
775 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
776 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
777
778 /*
779  * Determine if an address is within the vmalloc range
780  *
781  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
782  * is no special casing required.
783  */
784
785 #ifndef is_ioremap_addr
786 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
787 #endif
788
789 #ifdef CONFIG_MMU
790 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
791 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
792 #else
793 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
794 {
795         return false;
796 }
797 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
798 {
799         return 0;
800 }
801 #endif
802
803 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
804 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
805 {
806         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
807 }
808 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
809 {
810         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
811 }
812 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
813 {
814         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
815 }
816
817 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
818 {
819         size_t bytes;
820
821         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
822                 return NULL;
823
824         return kvmalloc(bytes, flags);
825 }
826
827 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
828 {
829         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
830 }
831
832 extern void kvfree(const void *addr);
833 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
834
835 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
836 {
837         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
838 }
839
840 /*
841  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
842  *
843  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
844  */
845 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
846 {
847         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
848         page = compound_head(page);
849         return head_compound_mapcount(page);
850 }
851
852 /*
853  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
854  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
855  * and atomic_add_negative(-1).
856  */
857 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
858 {
859         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
860 }
861
862 int __page_mapcount(struct page *page);
863
864 /*
865  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
866  * compound_mapcount().
867  *
868  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
869  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
870  * They use this place in struct page differently.
871  */
872 static inline int page_mapcount(struct page *page)
873 {
874         if (unlikely(PageCompound(page)))
875                 return __page_mapcount(page);
876         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
877 }
878
879 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
880 int total_mapcount(struct page *page);
881 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
882 #else
883 static inline int total_mapcount(struct page *page)
884 {
885         return page_mapcount(page);
886 }
887 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
888                                            int *total_mapcount)
889 {
890         int mapcount = page_mapcount(page);
891         if (total_mapcount)
892                 *total_mapcount = mapcount;
893         return mapcount;
894 }
895 #endif
896
897 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
898 {
899         struct page *page = virt_to_page(x);
900
901         return compound_head(page);
902 }
903
904 void __put_page(struct page *page);
905
906 void put_pages_list(struct list_head *pages);
907
908 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
909 void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src);
910
911 /*
912  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
913  * prototype for that function and accessor functions.
914  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
915  */
916 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
917
918 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
919 enum compound_dtor_id {
920         NULL_COMPOUND_DTOR,
921         COMPOUND_PAGE_DTOR,
922 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
923         HUGETLB_PAGE_DTOR,
924 #endif
925 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
926         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
927 #endif
928         NR_COMPOUND_DTORS,
929 };
930 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
931
932 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
933                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
934 {
935         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
936         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
937 }
938
939 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
940 {
941         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
942         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
943 }
944
945 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
946 {
947         if (!PageHead(page))
948                 return 0;
949         return page[1].compound_order;
950 }
951
952 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
953 {
954         /*
955          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
956          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
957          * pages cannot support it.
958          */
959         page = compound_head(page);
960         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
961 }
962
963 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
964 {
965         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
966 }
967
968 static inline int compound_pincount(struct page *page)
969 {
970         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
971         page = compound_head(page);
972         return head_compound_pincount(page);
973 }
974
975 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
976 {
977         page[1].compound_order = order;
978         page[1].compound_nr = 1U << order;
979 }
980
981 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
982 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
983 {
984         if (!PageHead(page))
985                 return 1;
986         return page[1].compound_nr;
987 }
988
989 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
990 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
991 {
992         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
993 }
994
995 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
996 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
997 {
998         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
999 }
1000
1001 void free_compound_page(struct page *page);
1002
1003 #ifdef CONFIG_MMU
1004 /*
1005  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1006  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1007  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1008  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1009  */
1010 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1011 {
1012         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1013                 pte = pte_mkwrite(pte);
1014         return pte;
1015 }
1016
1017 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1018 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1019
1020 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1021 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1022 #endif
1023
1024 /*
1025  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1026  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1027  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1028  * only one copy in memory, at most, normally.
1029  *
1030  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1031  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1032  *   freelist management in the buddy allocator.
1033  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1034  *
1035  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1036  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1037  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1038  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1039  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1040  *
1041  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1042  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1043  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1044  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1045  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1046  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1047  * subsequently been given references to it.
1048  *
1049  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1050  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1051  * The following discussion applies only to them.
1052  *
1053  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1054  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1055  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1056  * into the filesystem to release these pages.
1057  *
1058  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1059  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1060  * in units of PAGE_SIZE.
1061  *
1062  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1063  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1064  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1065  *
1066  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1067  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1068  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1069  *
1070  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1071  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1072  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1073  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1074  *
1075  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1076  * - inode pages may need to be read from disk,
1077  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1078  *   to be written back to the inode on disk,
1079  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1080  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1081  *   back into memory.
1082  */
1083
1084 /*
1085  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1086  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1087  */
1088
1089 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1090 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1091 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1092 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1093 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1094 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1095
1096 /*
1097  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1098  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1099  * the compiler will optimise away reference to them.
1100  */
1101 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1102 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1103 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1104 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1105 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1106
1107 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1108 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1109 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1110 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1111                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1112 #else
1113 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1114 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1115                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1116 #endif
1117
1118 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1119
1120 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1121 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1122 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1123 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1124 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1125 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1126
1127 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1128 {
1129         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1130         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1131 }
1132
1133 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1134 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1135 {
1136         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1137 }
1138 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1139                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1140 #else
1141 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1142 {
1143         return false;
1144 }
1145 #endif
1146
1147 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1148 {
1149         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1150 }
1151
1152 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1153 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1154 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1155
1156 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1157 {
1158         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1159                 return false;
1160         if (!is_zone_device_page(page))
1161                 return false;
1162         switch (page->pgmap->type) {
1163         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1164         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1165                 return true;
1166         default:
1167                 break;
1168         }
1169         return false;
1170 }
1171
1172 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1173
1174 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1175 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1176 {
1177         return false;
1178 }
1179
1180 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1181 {
1182 }
1183 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1184
1185 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1186 {
1187         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1188                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1189                 is_zone_device_page(page) &&
1190                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1191 }
1192
1193 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1194 {
1195         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1196                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1197                 is_zone_device_page(page) &&
1198                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1199 }
1200
1201 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1202 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1203         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1204
1205 static inline void get_page(struct page *page)
1206 {
1207         page = compound_head(page);
1208         /*
1209          * Getting a normal page or the head of a compound page
1210          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1211          */
1212         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1213         page_ref_inc(page);
1214 }
1215
1216 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1217 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1218                                                    unsigned int flags);
1219
1220
1221 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1222 {
1223         page = compound_head(page);
1224         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1225                 return false;
1226         page_ref_inc(page);
1227         return true;
1228 }
1229
1230 static inline void put_page(struct page *page)
1231 {
1232         page = compound_head(page);
1233
1234         /*
1235          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1236          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1237          * need to inform the device driver through callback. See
1238          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1239          */
1240         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1241                 put_devmap_managed_page(page);
1242                 return;
1243         }
1244
1245         if (put_page_testzero(page))
1246                 __put_page(page);
1247 }
1248
1249 /*
1250  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1251  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1252  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1253  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1254  *
1255  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1256  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1257  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1258  *
1259  * Choice of value:
1260  *
1261  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1262  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1263  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1264  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1265  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1266  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1267  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1268  *
1269  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1270  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1271  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1272  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1273  * issue.
1274  *
1275  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1276  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1277  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1278  * table entries.
1279  */
1280 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1281
1282 void unpin_user_page(struct page *page);
1283 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1284                                  bool make_dirty);
1285 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1286                                       bool make_dirty);
1287 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1288
1289 /**
1290  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1291  * @page: The page.
1292  *
1293  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1294  * a function in the pin_user_pages() family.
1295  *
1296  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1297  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1298  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1299  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1300  *
1301  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1302  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1303  * deal gracefully with a false positive.
1304  *
1305  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1306  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1307  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1308  * scheme).
1309  *
1310  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1311  *
1312  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1313  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1314  */
1315 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1316 {
1317         if (hpage_pincount_available(page))
1318                 return compound_pincount(page) > 0;
1319
1320         /*
1321          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1322          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1323          * further incrementing the refcount.
1324          *
1325          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1326          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1327          */
1328         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1329                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1330 }
1331
1332 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1333 {
1334         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1339  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1340  */
1341 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1342                                           struct page *page)
1343 {
1344         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1345                 return false;
1346
1347         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1348                 return false;
1349
1350         return page_maybe_dma_pinned(page);
1351 }
1352
1353 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1354 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1355 #endif
1356
1357 /*
1358  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1359  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1360  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1361  * node id available in page flags.
1362  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1363  * pages in a zone.
1364  */
1365 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1366 {
1367         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1368 }
1369
1370 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1371 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1372 #else
1373 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1374 {
1375         struct page *p = (struct page *)page;
1376
1377         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1378 }
1379 #endif
1380
1381 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1382 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1383 {
1384         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1385 }
1386
1387 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1388 {
1389         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1390 }
1391
1392 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1393 {
1394         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1395 }
1396
1397 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1398 {
1399         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1400 }
1401
1402 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1403 {
1404         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1405 }
1406
1407 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1408 {
1409         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1410 }
1411
1412 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1413 {
1414         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1415 }
1416
1417 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1418 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1419 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1420 {
1421         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1422 }
1423
1424 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1425 {
1426         return page->_last_cpupid;
1427 }
1428 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1429 {
1430         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1431 }
1432 #else
1433 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1434 {
1435         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1436 }
1437
1438 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1439
1440 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1441 {
1442         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1443 }
1444 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1445 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1446 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1447 {
1448         return page_to_nid(page); /* XXX */
1449 }
1450
1451 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1452 {
1453         return page_to_nid(page); /* XXX */
1454 }
1455
1456 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1457 {
1458         return -1;
1459 }
1460
1461 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1462 {
1463         return -1;
1464 }
1465
1466 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1467 {
1468         return -1;
1469 }
1470
1471 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1472 {
1473         return -1;
1474 }
1475
1476 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1477 {
1478         return true;
1479 }
1480
1481 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1482 {
1483 }
1484
1485 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1486 {
1487         return false;
1488 }
1489 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1490
1491 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1492
1493 /*
1494  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1495  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1496  * value 0x00 maps to 0xff.
1497  */
1498
1499 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1500 {
1501         u8 tag = 0xff;
1502
1503         if (kasan_enabled()) {
1504                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1505                 tag ^= 0xff;
1506         }
1507
1508         return tag;
1509 }
1510
1511 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1512 {
1513         if (kasan_enabled()) {
1514                 tag ^= 0xff;
1515                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1516                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1517         }
1518 }
1519
1520 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1521 {
1522         if (kasan_enabled())
1523                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1524 }
1525
1526 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1527
1528 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1529 {
1530         return 0xff;
1531 }
1532
1533 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1534 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1535
1536 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1537
1538 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1539 {
1540         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1541 }
1542
1543 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1544 {
1545         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1546 }
1547
1548 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1549 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1550 {
1551         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1552         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1553 }
1554
1555 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1556 {
1557         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1558 }
1559 #endif
1560
1561 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1562 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1563 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1564 {
1565         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1566                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1567 }
1568 #else
1569 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1570 {
1571         return true;
1572 }
1573 #endif
1574
1575 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1576 {
1577         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1578         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1579 }
1580
1581 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1582 {
1583         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1584         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1585 }
1586
1587 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1588         unsigned long node, unsigned long pfn)
1589 {
1590         set_page_zone(page, zone);
1591         set_page_node(page, node);
1592 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1593         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1594 #endif
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1599  */
1600 #include <linux/vmstat.h>
1601
1602 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1603 {
1604         return page_to_virt(page);
1605 }
1606
1607 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1608 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1609 #endif
1610
1611 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1612 static inline void *page_address(const struct page *page)
1613 {
1614         return page->virtual;
1615 }
1616 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1617 {
1618         page->virtual = address;
1619 }
1620 #define page_address_init()  do { } while(0)
1621 #endif
1622
1623 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1624 void *page_address(const struct page *page);
1625 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1626 void page_address_init(void);
1627 #endif
1628
1629 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1630 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1631 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1632 #define page_address_init()  do { } while(0)
1633 #endif
1634
1635 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1636 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1637 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1638
1639 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1640
1641 static inline
1642 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1643 {
1644         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1645                 return __page_file_mapping(page);
1646
1647         return page->mapping;
1648 }
1649
1650 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1651
1652 /*
1653  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1654  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1655  */
1656 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1657 {
1658         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1659                 return __page_file_index(page);
1660         return page->index;
1661 }
1662
1663 bool page_mapped(struct page *page);
1664 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1665
1666 /*
1667  * Return true only if the page has been allocated with
1668  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1669  * met implying that the system is under some pressure.
1670  */
1671 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1672 {
1673         /*
1674          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1675          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1676          * they do not need to preserve that information.
1677          */
1678         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1683  * page.
1684  */
1685 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1686 {
1687         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1688 }
1689
1690 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1691 {
1692         page->lru.next = NULL;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1697  */
1698 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1699
1700 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1701 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1702
1703 /*
1704  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1705  * various contexts.
1706  */
1707 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1708
1709 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1710
1711 #ifdef CONFIG_MMU
1712 extern bool can_do_mlock(void);
1713 #else
1714 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1715 #endif
1716 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1717 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1718
1719 /*
1720  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1721  */
1722 struct zap_details {
1723         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1724         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1725         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1726         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1727 };
1728
1729 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1730                              pte_t pte);
1731 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1732                                 pmd_t pmd);
1733
1734 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1735                   unsigned long size);
1736 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1737                     unsigned long size);
1738 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1739                 unsigned long start, unsigned long end);
1740
1741 struct mmu_notifier_range;
1742
1743 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1744                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1745 int
1746 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1747 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1748                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1749                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1750 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1751                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1752 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1753         unsigned long *pfn);
1754 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1755                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1756 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1757                         void *buf, int len, int write);
1758
1759 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1760 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1761 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1762 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1763 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1764 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1765 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1766
1767 #ifdef CONFIG_MMU
1768 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1769                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1770                                   struct pt_regs *regs);
1771 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1772                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1773                             bool *unlocked);
1774 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1775 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1776                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1777 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1778                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1779 #else
1780 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1781                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1782                                          struct pt_regs *regs)
1783 {
1784         /* should never happen if there's no MMU */
1785         BUG();
1786         return VM_FAULT_SIGBUS;
1787 }
1788 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1789                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1790 {
1791         /* should never happen if there's no MMU */
1792         BUG();
1793         return -EFAULT;
1794 }
1795 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1796 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1797                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1798 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1799                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1800 #endif
1801
1802 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1803                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1804 {
1805         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1806 }
1807
1808 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1809                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1810 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1811                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1812 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1813                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1814
1815 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1816                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1817                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1818                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1819 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1820                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1821                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1822                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1823 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1824                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1825                             struct vm_area_struct **vmas);
1826 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1827                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1828                     struct vm_area_struct **vmas);
1829 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1830                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1831 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1832                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1833 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1834                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1835 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1836                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1837
1838 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1839                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1840 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1841                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1842
1843 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1844 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1845                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1846
1847 struct kvec;
1848 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1849                         struct page **pages);
1850 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1851 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1852
1853 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1854 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1855                               unsigned int length);
1856
1857 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1858                                 struct page *page);
1859 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1860                           struct bdi_writeback *wb);
1861 int set_page_dirty(struct page *page);
1862 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1863 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1864 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1865 {
1866         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1867         if (PageDirty(page))
1868                 __cancel_dirty_page(page);
1869 }
1870 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1871
1872 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1873
1874 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1875                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1876                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1877                 bool need_rmap_locks);
1878
1879 /*
1880  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1881  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1882  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1883  * time.
1884  */
1885 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1886 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1887 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1888 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1889 /* Whether this change is for write protecting */
1890 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1891 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1892 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1893                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1894
1895 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1896                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1897                               unsigned long cp_flags);
1898 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1899                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1900                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1901
1902 /*
1903  * doesn't attempt to fault and will return short.
1904  */
1905 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1906                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1907 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1908                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1909
1910 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1911                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1912 {
1913         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1914 }
1915 /*
1916  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1917  */
1918 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1919 {
1920         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1921
1922 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1923         /*
1924          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1925          * But it's never be expected number for users.
1926          */
1927         if (val < 0)
1928                 val = 0;
1929 #endif
1930         return (unsigned long)val;
1931 }
1932
1933 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1934
1935 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1936 {
1937         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1938
1939         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1940 }
1941
1942 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1943 {
1944         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1945
1946         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1947 }
1948
1949 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1950 {
1951         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1952
1953         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1954 }
1955
1956 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1957 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1958 {
1959         if (PageSwapBacked(page))
1960                 return MM_SHMEMPAGES;
1961         return MM_FILEPAGES;
1962 }
1963
1964 static inline int mm_counter(struct page *page)
1965 {
1966         if (PageAnon(page))
1967                 return MM_ANONPAGES;
1968         return mm_counter_file(page);
1969 }
1970
1971 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1972 {
1973         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1974                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1975                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1976 }
1977
1978 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1979 {
1980         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1981 }
1982
1983 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1984 {
1985         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1986 }
1987
1988 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1989 {
1990         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1991
1992         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1993                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1994 }
1995
1996 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1997 {
1998         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1999                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2000 }
2001
2002 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2003 {
2004         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2005 }
2006
2007 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2008                                          struct mm_struct *mm)
2009 {
2010         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2011
2012         if (*maxrss < hiwater_rss)
2013                 *maxrss = hiwater_rss;
2014 }
2015
2016 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2017 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2018 #else
2019 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2020 {
2021 }
2022 #endif
2023
2024 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2025 static inline int pte_special(pte_t pte)
2026 {
2027         return 0;
2028 }
2029
2030 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2031 {
2032         return pte;
2033 }
2034 #endif
2035
2036 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2037 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2038 {
2039         return 0;
2040 }
2041 #endif
2042
2043 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2044
2045 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2046                                spinlock_t **ptl);
2047 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2048                                     spinlock_t **ptl)
2049 {
2050         pte_t *ptep;
2051         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2052         return ptep;
2053 }
2054
2055 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2056 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2057                                                 unsigned long address)
2058 {
2059         return 0;
2060 }
2061 #else
2062 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2063 #endif
2064
2065 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2066 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2067                                                 unsigned long address)
2068 {
2069         return 0;
2070 }
2071 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2072 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2073
2074 #else
2075 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2076
2077 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2078 {
2079         if (mm_pud_folded(mm))
2080                 return;
2081         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2082 }
2083
2084 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2085 {
2086         if (mm_pud_folded(mm))
2087                 return;
2088         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2089 }
2090 #endif
2091
2092 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2093 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2094                                                 unsigned long address)
2095 {
2096         return 0;
2097 }
2098
2099 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2100 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2101
2102 #else
2103 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2104
2105 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2106 {
2107         if (mm_pmd_folded(mm))
2108                 return;
2109         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2110 }
2111
2112 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2113 {
2114         if (mm_pmd_folded(mm))
2115                 return;
2116         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2117 }
2118 #endif
2119
2120 #ifdef CONFIG_MMU
2121 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2122 {
2123         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2124 }
2125
2126 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2127 {
2128         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2129 }
2130
2131 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2132 {
2133         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2134 }
2135
2136 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2137 {
2138         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2139 }
2140 #else
2141
2142 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2143 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2144 {
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2149 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2150 #endif
2151
2152 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2153 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2154
2155 #if defined(CONFIG_MMU)
2156
2157 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2158                 unsigned long address)
2159 {
2160         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2161                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2162 }
2163
2164 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2165                 unsigned long address)
2166 {
2167         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2168                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2169 }
2170
2171 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2172 {
2173         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2174                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2175 }
2176 #endif /* CONFIG_MMU */
2177
2178 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2179 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2180 void __init ptlock_cache_init(void);
2181 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2182 extern void ptlock_free(struct page *page);
2183
2184 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2185 {
2186         return page->ptl;
2187 }
2188 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2189 static inline void ptlock_cache_init(void)
2190 {
2191 }
2192
2193 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2194 {
2195         return true;
2196 }
2197
2198 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2199 {
2200 }
2201
2202 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2203 {
2204         return &page->ptl;
2205 }
2206 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2207
2208 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2209 {
2210         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2211 }
2212
2213 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2214 {
2215         /*
2216          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2217          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2218          *
2219          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2220          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2221          */
2222         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2223         if (!ptlock_alloc(page))
2224                 return false;
2225         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2226         return true;
2227 }
2228
2229 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2230 /*
2231  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2232  */
2233 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2234 {
2235         return &mm->page_table_lock;
2236 }
2237 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2238 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2239 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2240 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2241
2242 static inline void pgtable_init(void)
2243 {
2244         ptlock_cache_init();
2245         pgtable_cache_init();
2246 }
2247
2248 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2249 {
2250         if (!ptlock_init(page))
2251                 return false;
2252         __SetPageTable(page);
2253         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2254         return true;
2255 }
2256
2257 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2258 {
2259         ptlock_free(page);
2260         __ClearPageTable(page);
2261         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2262 }
2263
2264 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2265 ({                                                      \
2266         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2267         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2268         *(ptlp) = __ptl;                                \
2269         spin_lock(__ptl);                               \
2270         __pte;                                          \
2271 })
2272
2273 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2274         spin_unlock(ptl);                               \
2275         pte_unmap(pte);                                 \
2276 } while (0)
2277
2278 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2279
2280 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2281         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2282
2283 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2284         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2285                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2286
2287 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2288         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2289                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2290
2291 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2292
2293 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2294 {
2295         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2296         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2297 }
2298
2299 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2300 {
2301         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2302 }
2303
2304 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2305 {
2306 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2307         page->pmd_huge_pte = NULL;
2308 #endif
2309         return ptlock_init(page);
2310 }
2311
2312 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2313 {
2314 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2315         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2316 #endif
2317         ptlock_free(page);
2318 }
2319
2320 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2321
2322 #else
2323
2324 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2325 {
2326         return &mm->page_table_lock;
2327 }
2328
2329 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2330 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2331
2332 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2333
2334 #endif
2335
2336 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2337 {
2338         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2339         spin_lock(ptl);
2340         return ptl;
2341 }
2342
2343 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2344 {
2345         if (!pmd_ptlock_init(page))
2346                 return false;
2347         __SetPageTable(page);
2348         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2349         return true;
2350 }
2351
2352 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2353 {
2354         pmd_ptlock_free(page);
2355         __ClearPageTable(page);
2356         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2361  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2362  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2363  * which need to be converted from page_table_lock.
2364  */
2365 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2366 {
2367         return &mm->page_table_lock;
2368 }
2369
2370 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2371 {
2372         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2373
2374         spin_lock(ptl);
2375         return ptl;
2376 }
2377
2378 extern void __init pagecache_init(void);
2379 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2380 extern void free_initmem(void);
2381
2382 /*
2383  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2384  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2385  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2386  * Return pages freed into the buddy system.
2387  */
2388 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2389                                         int poison, const char *s);
2390
2391 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2392 extern void mem_init_print_info(void);
2393
2394 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2395
2396 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2397 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2398 {
2399         ClearPageReserved(page);
2400         init_page_count(page);
2401         __free_page(page);
2402         adjust_managed_page_count(page, 1);
2403 }
2404 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2405
2406 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2407 {
2408         SetPageReserved(page);
2409         adjust_managed_page_count(page, -1);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2414  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2415  * range [0, UCHAR_MAX].
2416  * Return pages freed into the buddy system.
2417  */
2418 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2419 {
2420         extern char __init_begin[], __init_end[];
2421
2422         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2423                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2424 }
2425
2426 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2427 {
2428         int nid;
2429         unsigned long phys_pages = 0;
2430
2431         for_each_online_node(nid)
2432                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2433
2434         return phys_pages;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2439  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2440  * architecture independent manner.
2441  *
2442  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2443  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2444  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2445  * usage, an architecture is expected to do something like
2446  *
2447  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2448  *                                                       max_highmem_pfn};
2449  * for_each_valid_physical_page_range()
2450  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2451  * free_area_init(max_zone_pfns);
2452  */
2453 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2454 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2455 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2456                                                 unsigned long end_pfn);
2457 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2458                                                 unsigned long end_pfn);
2459 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2460                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2461 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2462
2463 #ifndef CONFIG_NUMA
2464 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2465 {
2466         return 0;
2467 }
2468 #else
2469 /* please see mm/page_alloc.c */
2470 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2471 #endif
2472
2473 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2474 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2475                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2476                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2477 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2478 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2479 extern void mem_init(void);
2480 extern void __init mmap_init(void);
2481 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2482 extern long si_mem_available(void);
2483 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2484 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2485 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2486 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2487 #endif
2488
2489 extern __printf(3, 4)
2490 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2491
2492 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2493
2494 /* page_alloc.c */
2495 extern int min_free_kbytes;
2496 extern int watermark_boost_factor;
2497 extern int watermark_scale_factor;
2498 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2499
2500 /* nommu.c */
2501 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2502 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2503
2504 /* interval_tree.c */
2505 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2506                               struct rb_root_cached *root);
2507 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2508                                     struct vm_area_struct *prev,
2509                                     struct rb_root_cached *root);
2510 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2511                               struct rb_root_cached *root);
2512 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2513                                 unsigned long start, unsigned long last);
2514 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2515                                 unsigned long start, unsigned long last);
2516
2517 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2518         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2519              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2520
2521 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2522                                    struct rb_root_cached *root);
2523 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2524                                    struct rb_root_cached *root);
2525 struct anon_vma_chain *
2526 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2527                                   unsigned long start, unsigned long last);
2528 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2529         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2530 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2531 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2532 #endif
2533
2534 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2535         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2536              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2537
2538 /* mmap.c */
2539 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2540 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2541         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2542         struct vm_area_struct *expand);
2543 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2544         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2545 {
2546         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2547 }
2548 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2549         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2550         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2551         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2552 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2553 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2554         unsigned long addr, int new_below);
2555 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2556         unsigned long addr, int new_below);
2557 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2558 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2559         struct rb_node **, struct rb_node *);
2560 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2561 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2562         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2563         bool *need_rmap_locks);
2564 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2565
2566 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2567                                     unsigned long new,
2568                                     unsigned long start,
2569                                     unsigned long end_data,
2570                                     unsigned long start_data)
2571 {
2572         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2573                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2574                         return -ENOSPC;
2575         }
2576
2577         return 0;
2578 }
2579
2580 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2581 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2582
2583 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2584 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2585 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2586
2587 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2588 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2589
2590 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2591                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2592 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2593                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2594                                    unsigned long flags,
2595                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2596 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2597 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2598                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2599                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2600
2601 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2602
2603 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2604
2605 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2606         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2607         struct list_head *uf);
2608 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2609         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2610         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2611 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2612                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2613 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2614                      struct list_head *uf);
2615 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2616
2617 #ifdef CONFIG_MMU
2618 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2619                          int ignore_errors);
2620 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2621 {
2622         /* Ignore errors */
2623         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2624 }
2625 #else
2626 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2627 #endif
2628
2629 /* These take the mm semaphore themselves */
2630 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2631 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2632 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2633 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2634         unsigned long, unsigned long,
2635         unsigned long, unsigned long);
2636
2637 struct vm_unmapped_area_info {
2638 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2639         unsigned long flags;
2640         unsigned long length;
2641         unsigned long low_limit;
2642         unsigned long high_limit;
2643         unsigned long align_mask;
2644         unsigned long align_offset;
2645 };
2646
2647 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2648
2649 /* truncate.c */
2650 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2651 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2652                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2653 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2654
2655 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2656 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2657 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2658                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2659 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2660
2661 /* mm/page-writeback.c */
2662 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2663 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2664
2665 extern unsigned long stack_guard_gap;
2666 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2667 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2668
2669 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2670 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2671                 unsigned long address);
2672 #if VM_GROWSUP
2673 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2674 #else
2675   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2676 #endif
2677
2678 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2679 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2680 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2681                                              struct vm_area_struct **pprev);
2682
2683 /**
2684  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2685  * @mm: The process address space.
2686  * @start_addr: The inclusive start user address.
2687  * @end_addr: The exclusive end user address.
2688  *
2689  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2690  * start_addr < end_addr.
2691  */
2692 static inline
2693 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2694                                              unsigned long start_addr,
2695                                              unsigned long end_addr)
2696 {
2697         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2698
2699         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2700                 vma = NULL;
2701         return vma;
2702 }
2703
2704 /**
2705  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2706  * @mm: The process address space.
2707  * @addr: The user address.
2708  *
2709  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2710  */
2711 static inline
2712 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2713 {
2714         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2715
2716         if (vma && addr < vma->vm_start)
2717                 vma = NULL;
2718
2719         return vma;
2720 }
2721
2722 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2723 {
2724         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2725
2726         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2727                 vm_start -= stack_guard_gap;
2728                 if (vm_start > vma->vm_start)
2729                         vm_start = 0;
2730         }
2731         return vm_start;
2732 }
2733
2734 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2735 {
2736         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2737
2738         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2739                 vm_end += stack_guard_gap;
2740                 if (vm_end < vma->vm_end)
2741                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2742         }
2743         return vm_end;
2744 }
2745
2746 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2747 {
2748         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2749 }
2750
2751 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2752 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2753                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2754 {
2755         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2756
2757         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2758                 vma = NULL;
2759
2760         return vma;
2761 }
2762
2763 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2764                                 unsigned long start, unsigned long end)
2765 {
2766         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2767 }
2768
2769 #ifdef CONFIG_MMU
2770 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2771 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2772 #else
2773 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2774 {
2775         return __pgprot(0);
2776 }
2777 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2778 {
2779         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2780 }
2781 #endif
2782
2783 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2784
2785 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2786 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2787                         unsigned long start, unsigned long end);
2788 #endif
2789
2790 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2791 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2792                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2793 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2794                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2795 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2796 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2797                         struct page **pages, unsigned long *num);
2798 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2799                                 unsigned long num);
2800 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2801                                 unsigned long num);
2802 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2803                         unsigned long pfn);
2804 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2805                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2806 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2807                         pfn_t pfn);
2808 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2809                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2810 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2811                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2812 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2813
2814 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2815                                 unsigned long addr, struct page *page)
2816 {
2817         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2818
2819         if (err == -ENOMEM)
2820                 return VM_FAULT_OOM;
2821         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2822                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2823
2824         return VM_FAULT_NOPAGE;
2825 }
2826
2827 #ifndef io_remap_pfn_range
2828 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2829                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2830                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2831 {
2832         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2833 }
2834 #endif
2835
2836 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2837 {
2838         if (err == -ENOMEM)
2839                 return VM_FAULT_OOM;
2840         return VM_FAULT_SIGBUS;
2841 }
2842
2843 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2844                          unsigned int foll_flags);
2845
2846 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2847 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2848 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2849 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2850 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2851 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2852                                  * and return without waiting upon it */
2853 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2854 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2855 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2856 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2857 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2858 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2859 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2860 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2861 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2862 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2863 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2864 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2865 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2866
2867 /*
2868  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2869  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2870  *
2871  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2872  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2873  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2874  *
2875  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2876  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2877  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2878  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2879  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2880  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2881  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2882  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2883  *
2884  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2885  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2886  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2887  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2888  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2889  *
2890  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2891  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2892  * FOLL_LONGTERM is specified.
2893  *
2894  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2895  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2896  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2897  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2898  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2899  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2900  * a call to unpin_user_page().
2901  *
2902  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2903  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2904  * its own acquire and release mechanisms:
2905  *
2906  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2907  *
2908  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2909  *
2910  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2911  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2912  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2913  * callers, not on the pages.)
2914  *
2915  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2916  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2917  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2918  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2919  *
2920  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2921  */
2922
2923 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2924 {
2925         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2926                 return -ENOMEM;
2927         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2928                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2929         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2930                 return -EFAULT;
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2935 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2936                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2937 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2938                                    unsigned long address, unsigned long size,
2939                                    pte_fn_t fn, void *data);
2940
2941 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2942 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2943 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2944 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2945 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2946 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2947 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2948 {
2949         return _page_poisoning_enabled_early;
2950 }
2951 /*
2952  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2953  * false negative result is not harmful when called too early.
2954  */
2955 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2956 {
2957         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2958 }
2959 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2960 {
2961         if (page_poisoning_enabled_static())
2962                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2963 }
2964 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2965 {
2966         if (page_poisoning_enabled_static())
2967                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2968 }
2969 #else
2970 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2971 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2972 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2973 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2974 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2975 #endif
2976
2977 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2978 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2979 {
2980         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2981                                 &init_on_alloc))
2982                 return true;
2983         return flags & __GFP_ZERO;
2984 }
2985
2986 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2987 static inline bool want_init_on_free(void)
2988 {
2989         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2990                                    &init_on_free);
2991 }
2992
2993 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2994 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2995
2996 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2997 {
2998         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2999                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3004  * false negative result is not harmful when called too early.
3005  */
3006 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3007 {
3008         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3009                 return false;
3010
3011         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3012 }
3013
3014 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3015 /*
3016  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3017  * __kernel_map_pages() never fails
3018  */
3019 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3020
3021 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3022 {
3023         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3024                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3025 }
3026
3027 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3028 {
3029         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3030                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3031 }
3032 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3033 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3034 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3035 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3036
3037 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3038 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3039 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3040 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3041 #else
3042 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3043 {
3044         return NULL;
3045 }
3046 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3047 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3048 {
3049         return 0;
3050 }
3051 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3052
3053 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3054
3055 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3056 extern int sysctl_drop_caches;
3057 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3058                 loff_t *);
3059 #endif
3060
3061 void drop_slab(void);
3062 void drop_slab_node(int nid);
3063
3064 #ifndef CONFIG_MMU
3065 #define randomize_va_space 0
3066 #else
3067 extern int randomize_va_space;
3068 #endif
3069
3070 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3071 #ifdef CONFIG_MMU
3072 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3073 #else
3074 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3075 {
3076 }
3077 #endif
3078
3079 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3080                        unsigned long reuse);
3081 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3082                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3083
3084 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3085 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3086                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3087 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3088 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3089 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3090 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3091 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3092                             struct vmem_altmap *altmap);
3093 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3094 struct vmem_altmap;
3095 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3096                               struct vmem_altmap *altmap);
3097 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3098 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3099                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3100 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3101                 struct vmem_altmap *altmap);
3102 void vmemmap_populate_print_last(void);
3103 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3104 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3105                 struct vmem_altmap *altmap);
3106 #endif
3107 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3108                                   unsigned long nr_pages);
3109
3110 enum mf_flags {
3111         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3112         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3113         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3114         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3115 };
3116 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3117 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3118 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3119 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3120 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3121 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3122 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3123 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3124 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3125
3126
3127 /*
3128  * Error handlers for various types of pages.
3129  */
3130 enum mf_result {
3131         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3132         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3133         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3134         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3135 };
3136
3137 enum mf_action_page_type {
3138         MF_MSG_KERNEL,
3139         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3140         MF_MSG_SLAB,
3141         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3142         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3143         MF_MSG_HUGE,
3144         MF_MSG_FREE_HUGE,
3145         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3146         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3147         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3148         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3149         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3150         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3151         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3152         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3153         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3154         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3155         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3156         MF_MSG_BUDDY,
3157         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3158         MF_MSG_DAX,
3159         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3160         MF_MSG_UNKNOWN,
3161 };
3162
3163 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3164 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3165                             unsigned long addr_hint,
3166                             unsigned int pages_per_huge_page);
3167 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3168                                 unsigned long addr_hint,
3169                                 struct vm_area_struct *vma,
3170                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3171 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3172                                 const void __user *usr_src,
3173                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3174                                 bool allow_pagefault);
3175
3176 /**
3177  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3178  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3179  *
3180  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3181  * the definition in vm_normal_page().
3182  *
3183  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3184  * false otherwise.
3185  */
3186 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3187 {
3188         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3189                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3190 }
3191
3192 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3193
3194 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3195 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3196 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3197
3198 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3199 {
3200         return _debug_guardpage_minorder;
3201 }
3202
3203 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3204 {
3205         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3206 }
3207
3208 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3209 {
3210         if (!debug_guardpage_enabled())
3211                 return false;
3212
3213         return PageGuard(page);
3214 }
3215 #else
3216 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3217 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3218 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3219 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3220
3221 #if MAX_NUMNODES > 1
3222 void __init setup_nr_node_ids(void);
3223 #else
3224 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3225 #endif
3226
3227 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3228
3229 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3230 {
3231         return !memcmp_pages(page1, page2);
3232 }
3233
3234 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3235 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3236                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3237                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3238                                                 unsigned long *bitmap,
3239                                                 pgoff_t *start,
3240                                                 pgoff_t *end);
3241
3242 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3243                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3244 #endif
3245
3246 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3247
3248 #ifdef CONFIG_PRINTK
3249 void mem_dump_obj(void *object);
3250 #else
3251 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3252 #endif
3253
3254 /**
3255  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3256  * @seals: the seals to check
3257  * @vma: the vma to operate on
3258  *
3259  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3260  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3261  */
3262 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3263 {
3264         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3265                 /*
3266                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3267                  * "future write" seal active.
3268                  */
3269                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3270                         return -EPERM;
3271
3272                 /*
3273                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3274                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3275                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3276                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3277                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3278                  */
3279                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3280                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3281         }
3282
3283         return 0;
3284 }
3285
3286 #endif /* __KERNEL__ */
3287 #endif /* _LINUX_MM_H */