nds32: fix build error "relocation truncated to fit: R_NDS32_25_PCREL_RELA" when
[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/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern unsigned long totalram_pages;
52 extern void * high_memory;
53 extern int page_cluster;
54
55 #ifdef CONFIG_SYSCTL
56 extern int sysctl_legacy_va_layout;
57 #else
58 #define sysctl_legacy_va_layout 0
59 #endif
60
61 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
62 extern const int mmap_rnd_bits_min;
63 extern const int mmap_rnd_bits_max;
64 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
65 #endif
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
68 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
69 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
70 #endif
71
72 #include <asm/page.h>
73 #include <asm/pgtable.h>
74 #include <asm/processor.h>
75
76 #ifndef __pa_symbol
77 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
78 #endif
79
80 #ifndef page_to_virt
81 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
82 #endif
83
84 #ifndef lm_alias
85 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
86 #endif
87
88 /*
89  * To prevent common memory management code establishing
90  * a zero page mapping on a read fault.
91  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
92  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
93  * related to the physical page in case of virtualization.
94  */
95 #ifndef mm_forbids_zeropage
96 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
97 #endif
98
99 /*
100  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
101  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
102  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
103  */
104 #ifndef mm_zero_struct_page
105 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
106 #endif
107
108 /*
109  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
110  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
111  * problem.
112  *
113  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
114  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
115  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
116  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
117  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
118  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
119  *
120  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
121  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
122  * that.
123  */
124 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
125 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
126
127 extern int sysctl_max_map_count;
128
129 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
130 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
131
132 extern int sysctl_overcommit_memory;
133 extern int sysctl_overcommit_ratio;
134 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
135
136 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
137                                     size_t *, loff_t *);
138 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
139                                     size_t *, loff_t *);
140
141 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
142
143 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
144 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
145
146 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
147 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
148
149 /*
150  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
151  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
152  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
153  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
154  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
155  * mmap() functions).
156  */
157
158 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
159
160 #ifndef CONFIG_MMU
161 extern struct rb_root nommu_region_tree;
162 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
163
164 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
165 #endif
166
167 /*
168  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
169  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
170  */
171 #define VM_NONE         0x00000000
172
173 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
174 #define VM_WRITE        0x00000002
175 #define VM_EXEC         0x00000004
176 #define VM_SHARED       0x00000008
177
178 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
179 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
180 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
181 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
182 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
183
184 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
185 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
186 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
187 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
188 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
189
190 #define VM_LOCKED       0x00002000
191 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
192
193                                         /* Used by sys_madvise() */
194 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
195 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
196
197 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
198 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
199 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
200 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
201 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
202 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
203 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
204 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
205 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
206 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
207
208 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
209 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
210 #else
211 # define VM_SOFTDIRTY   0
212 #endif
213
214 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
215 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
216 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
217 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
218
219 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
220 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
221 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
225 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
226 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
227 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
228 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
229 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
230 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
231
232 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
233 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
234 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
235 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
236 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
237 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
238 #ifdef CONFIG_PPC
239 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
240 #else
241 # define VM_PKEY_BIT4  0
242 #endif
243 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
244
245 #if defined(CONFIG_X86)
246 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
247 #elif defined(CONFIG_PPC)
248 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
249 #elif defined(CONFIG_PARISC)
250 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
251 #elif defined(CONFIG_IA64)
252 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
253 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
254 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
255 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
256 #elif !defined(CONFIG_MMU)
257 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
258 #endif
259
260 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
261 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
262 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
263 #else
264 # define VM_MPX         VM_NONE
265 #endif
266
267 #ifndef VM_GROWSUP
268 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
269 #endif
270
271 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
272 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
273
274 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
275 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
276 #endif
277
278 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
279 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
280 #else
281 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
282 #endif
283
284 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
285
286 /*
287  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
288  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
289  */
290 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
291
292 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
293 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
294
295 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
296 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
297
298 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
299 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
300 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
301 #endif
302 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
303
304 /*
305  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
306  * low four bits) to a page protection mask..
307  */
308 extern pgprot_t protection_map[16];
309
310 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
311 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
312 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
313 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
314 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
315 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
316 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
317 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
318 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
319
320 #define FAULT_FLAG_TRACE \
321         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
322         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
323         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
324         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
325         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
326         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
327         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
328         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
329         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
330
331 /*
332  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
333  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
334  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
335  *
336  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
337  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
338  *
339  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
340  */
341 struct vm_fault {
342         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
343         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
344         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
345         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
346         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
347         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
348                                          * the 'address' */
349         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
350                                          * the 'address'
351                                          */
352         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
353
354         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
355         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
356         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
357                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
358                                          * is set (which is also implied by
359                                          * VM_FAULT_ERROR).
360                                          */
361         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
362         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
363                                          * the 'address'. NULL if the page
364                                          * table hasn't been allocated.
365                                          */
366         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
367                                          * Protects pte page table if 'pte'
368                                          * is not NULL, otherwise pmd.
369                                          */
370         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
371                                          * vm_ops->map_pages() calls
372                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
373                                          * do_fault_around() pre-allocates
374                                          * page table to avoid allocation from
375                                          * atomic context.
376                                          */
377 };
378
379 /* page entry size for vm->huge_fault() */
380 enum page_entry_size {
381         PE_SIZE_PTE = 0,
382         PE_SIZE_PMD,
383         PE_SIZE_PUD,
384 };
385
386 /*
387  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
388  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
389  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
390  */
391 struct vm_operations_struct {
392         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
393         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
394         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
395         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
396         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
397         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
398                         enum page_entry_size pe_size);
399         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
400                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
401         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
402
403         /* notification that a previously read-only page is about to become
404          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
405         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
406
407         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
408         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
409
410         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
411          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
412          */
413         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
414                       void *buf, int len, int write);
415
416         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
417          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
418          * vma to be dumped unconditionally. */
419         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
420
421 #ifdef CONFIG_NUMA
422         /*
423          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
424          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
425          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
426          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
427          * mempolicy.
428          */
429         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
430
431         /*
432          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
433          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
434          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
435          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
436          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
437          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
438          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
439          * policy.
440          */
441         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
442                                         unsigned long addr);
443 #endif
444         /*
445          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
446          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
447          * (using pte_page()) would not find the correct page.
448          */
449         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
450                                           unsigned long addr);
451 };
452
453 struct mmu_gather;
454 struct inode;
455
456 #define page_private(page)              ((page)->private)
457 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
458
459 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
460 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
461 {
462         return 0;
463 }
464 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
465 {
466         return 0;
467 }
468 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
469 {
470         return 0;
471 }
472 #endif
473
474 /*
475  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
476  * files which need it (119 of them)
477  */
478 #include <linux/page-flags.h>
479 #include <linux/huge_mm.h>
480
481 /*
482  * Methods to modify the page usage count.
483  *
484  * What counts for a page usage:
485  * - cache mapping   (page->mapping)
486  * - private data    (page->private)
487  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
488  *   is counted separately
489  *
490  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
491  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
492  */
493
494 /*
495  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
496  */
497 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
498 {
499         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
500         return page_ref_dec_and_test(page);
501 }
502
503 /*
504  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
505  * that is the case.
506  * This can be called when MMU is off so it must not access
507  * any of the virtual mappings.
508  */
509 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
510 {
511         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
512 }
513
514 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
515
516 enum {
517         REGION_INTERSECTS,
518         REGION_DISJOINT,
519         REGION_MIXED,
520 };
521
522 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
523                       unsigned long desc);
524
525 /* Support for virtually mapped pages */
526 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
527 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
528
529 /*
530  * Determine if an address is within the vmalloc range
531  *
532  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
533  * is no special casing required.
534  */
535 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
536 {
537 #ifdef CONFIG_MMU
538         unsigned long addr = (unsigned long)x;
539
540         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
541 #else
542         return false;
543 #endif
544 }
545 #ifdef CONFIG_MMU
546 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
547 #else
548 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
549 {
550         return 0;
551 }
552 #endif
553
554 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
555 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
556 {
557         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
558 }
559 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
560 {
561         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
562 }
563 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
564 {
565         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
566 }
567
568 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
569 {
570         size_t bytes;
571
572         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
573                 return NULL;
574
575         return kvmalloc(bytes, flags);
576 }
577
578 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
579 {
580         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
581 }
582
583 extern void kvfree(const void *addr);
584
585 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
586 {
587         return &page[1].compound_mapcount;
588 }
589
590 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
591 {
592         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
593         page = compound_head(page);
594         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
595 }
596
597 /*
598  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
599  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
600  * and atomic_add_negative(-1).
601  */
602 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
603 {
604         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
605 }
606
607 int __page_mapcount(struct page *page);
608
609 static inline int page_mapcount(struct page *page)
610 {
611         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
612
613         if (unlikely(PageCompound(page)))
614                 return __page_mapcount(page);
615         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
616 }
617
618 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
619 int total_mapcount(struct page *page);
620 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
621 #else
622 static inline int total_mapcount(struct page *page)
623 {
624         return page_mapcount(page);
625 }
626 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
627                                            int *total_mapcount)
628 {
629         int mapcount = page_mapcount(page);
630         if (total_mapcount)
631                 *total_mapcount = mapcount;
632         return mapcount;
633 }
634 #endif
635
636 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
637 {
638         struct page *page = virt_to_page(x);
639
640         return compound_head(page);
641 }
642
643 void __put_page(struct page *page);
644
645 void put_pages_list(struct list_head *pages);
646
647 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
648
649 /*
650  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
651  * prototype for that function and accessor functions.
652  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
653  */
654 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
655
656 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
657 enum compound_dtor_id {
658         NULL_COMPOUND_DTOR,
659         COMPOUND_PAGE_DTOR,
660 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
661         HUGETLB_PAGE_DTOR,
662 #endif
663 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
664         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
665 #endif
666         NR_COMPOUND_DTORS,
667 };
668 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
669
670 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
671                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
672 {
673         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
674         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
675 }
676
677 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
678 {
679         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
680         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
681 }
682
683 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
684 {
685         if (!PageHead(page))
686                 return 0;
687         return page[1].compound_order;
688 }
689
690 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
691 {
692         page[1].compound_order = order;
693 }
694
695 void free_compound_page(struct page *page);
696
697 #ifdef CONFIG_MMU
698 /*
699  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
700  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
701  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
702  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
703  */
704 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
705 {
706         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
707                 pte = pte_mkwrite(pte);
708         return pte;
709 }
710
711 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
712                 struct page *page);
713 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
714 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
715 #endif
716
717 /*
718  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
719  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
720  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
721  * only one copy in memory, at most, normally.
722  *
723  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
724  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
725  *   freelist management in the buddy allocator.
726  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
727  *
728  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
729  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
730  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
731  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
732  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
733  *
734  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
735  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
736  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
737  * and page->virtual store page management information, but all other fields
738  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
739  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
740  * subsequently been given references to it.
741  *
742  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
743  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
744  * The following discussion applies only to them.
745  *
746  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
747  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
748  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
749  * into the filesystem to release these pages.
750  *
751  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
752  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
753  * in units of PAGE_SIZE.
754  *
755  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
756  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
757  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
758  *
759  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
760  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
761  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
762  *
763  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
764  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
765  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
766  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
767  *
768  * All pagecache pages may be subject to I/O:
769  * - inode pages may need to be read from disk,
770  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
771  *   to be written back to the inode on disk,
772  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
773  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
774  *   back into memory.
775  */
776
777 /*
778  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
779  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
780  */
781
782 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
783 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
784 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
785 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
786 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
787
788 /*
789  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
790  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
791  * the compiler will optimise away reference to them.
792  */
793 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
794 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
795 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
796 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
797
798 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
799 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
800 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
801 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
802                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
803 #else
804 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
805 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
806                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
807 #endif
808
809 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
810
811 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
812 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
813 #endif
814
815 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
816 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
817 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
818 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
819 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
820
821 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
822 {
823         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
824 }
825
826 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
827 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
828 {
829         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
830 }
831 #else
832 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
833 {
834         return false;
835 }
836 #endif
837
838 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
839 void dev_pagemap_get_ops(void);
840 void dev_pagemap_put_ops(void);
841 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
842 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
843 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
844 {
845         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
846                 return false;
847         if (!is_zone_device_page(page))
848                 return false;
849         switch (page->pgmap->type) {
850         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
851         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
852         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
853                 __put_devmap_managed_page(page);
854                 return true;
855         default:
856                 break;
857         }
858         return false;
859 }
860
861 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
862 {
863         return is_zone_device_page(page) &&
864                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
865 }
866
867 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
868 {
869         return is_zone_device_page(page) &&
870                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
871 }
872
873 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
874 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
875 {
876 }
877
878 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
879 {
880 }
881
882 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
883 {
884         return false;
885 }
886
887 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
888 {
889         return false;
890 }
891
892 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
893 {
894         return false;
895 }
896 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
897
898 static inline void get_page(struct page *page)
899 {
900         page = compound_head(page);
901         /*
902          * Getting a normal page or the head of a compound page
903          * requires to already have an elevated page->_refcount.
904          */
905         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
906         page_ref_inc(page);
907 }
908
909 static inline void put_page(struct page *page)
910 {
911         page = compound_head(page);
912
913         /*
914          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
915          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
916          * need to inform the device driver through callback. See
917          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
918          */
919         if (put_devmap_managed_page(page))
920                 return;
921
922         if (put_page_testzero(page))
923                 __put_page(page);
924 }
925
926 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
927 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
928 #endif
929
930 /*
931  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
932  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
933  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
934  * node id available in page flags.
935  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
936  * pages in a zone.
937  */
938 static inline int page_zone_id(struct page *page)
939 {
940         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
941 }
942
943 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
944 {
945 #ifdef CONFIG_NUMA
946         return zone->node;
947 #else
948         return 0;
949 #endif
950 }
951
952 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
953 extern int page_to_nid(const struct page *page);
954 #else
955 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
956 {
957         struct page *p = (struct page *)page;
958
959         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
960 }
961 #endif
962
963 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
964 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
965 {
966         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
967 }
968
969 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
970 {
971         return cpupid & LAST__PID_MASK;
972 }
973
974 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
975 {
976         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
977 }
978
979 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
980 {
981         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
982 }
983
984 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
985 {
986         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
987 }
988
989 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
990 {
991         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
992 }
993
994 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
995 {
996         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
997 }
998
999 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1000 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1001 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1002 {
1003         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1004 }
1005
1006 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1007 {
1008         return page->_last_cpupid;
1009 }
1010 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1011 {
1012         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1013 }
1014 #else
1015 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1016 {
1017         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1018 }
1019
1020 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1021
1022 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1023 {
1024         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1025 }
1026 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1027 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1028 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1029 {
1030         return page_to_nid(page); /* XXX */
1031 }
1032
1033 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1034 {
1035         return page_to_nid(page); /* XXX */
1036 }
1037
1038 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1039 {
1040         return -1;
1041 }
1042
1043 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1044 {
1045         return -1;
1046 }
1047
1048 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1049 {
1050         return -1;
1051 }
1052
1053 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1054 {
1055         return -1;
1056 }
1057
1058 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1059 {
1060         return 1;
1061 }
1062
1063 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1064 {
1065 }
1066
1067 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1068 {
1069         return false;
1070 }
1071 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1072
1073 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1074 {
1075         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1076 }
1077
1078 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1079 {
1080         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1081 }
1082
1083 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1084 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1085 {
1086         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1087         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1088 }
1089
1090 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1091 {
1092         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1093 }
1094 #endif
1095
1096 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1097 {
1098         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1099         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1100 }
1101
1102 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1103 {
1104         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1105         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1106 }
1107
1108 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1109         unsigned long node, unsigned long pfn)
1110 {
1111         set_page_zone(page, zone);
1112         set_page_node(page, node);
1113 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1114         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1115 #endif
1116 }
1117
1118 #ifdef CONFIG_MEMCG
1119 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1120 {
1121         return page->mem_cgroup;
1122 }
1123 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1124 {
1125         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1126         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1127 }
1128 #else
1129 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1130 {
1131         return NULL;
1132 }
1133 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1134 {
1135         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1136         return NULL;
1137 }
1138 #endif
1139
1140 /*
1141  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1142  */
1143 #include <linux/vmstat.h>
1144
1145 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1146 {
1147         return page_to_virt(page);
1148 }
1149
1150 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1151 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1152 #endif
1153
1154 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1155 static inline void *page_address(const struct page *page)
1156 {
1157         return page->virtual;
1158 }
1159 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1160 {
1161         page->virtual = address;
1162 }
1163 #define page_address_init()  do { } while(0)
1164 #endif
1165
1166 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1167 void *page_address(const struct page *page);
1168 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1169 void page_address_init(void);
1170 #endif
1171
1172 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1173 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1174 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1175 #define page_address_init()  do { } while(0)
1176 #endif
1177
1178 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1179 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1180 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1181
1182 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1183
1184 static inline
1185 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1186 {
1187         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1188                 return __page_file_mapping(page);
1189
1190         return page->mapping;
1191 }
1192
1193 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1194
1195 /*
1196  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1197  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1198  */
1199 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1200 {
1201         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1202                 return __page_file_index(page);
1203         return page->index;
1204 }
1205
1206 bool page_mapped(struct page *page);
1207 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1208 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1209
1210 /*
1211  * Return true only if the page has been allocated with
1212  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1213  * met implying that the system is under some pressure.
1214  */
1215 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1216 {
1217         /*
1218          * Page index cannot be this large so this must be
1219          * a pfmemalloc page.
1220          */
1221         return page->index == -1UL;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1226  * page.
1227  */
1228 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1229 {
1230         page->index = -1UL;
1231 }
1232
1233 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1234 {
1235         page->index = 0;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1240  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1241  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1242  */
1243
1244 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1245 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1246 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1247 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1248 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1249 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1250 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1251
1252 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1253 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1254 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1255 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1256 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1257 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1258                                          * and needs fsync() to complete (for
1259                                          * synchronous page faults in DAX) */
1260
1261 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1262                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1263                          VM_FAULT_FALLBACK)
1264
1265 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1266         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1267         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1268         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1269         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1270         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1271         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1272         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1273         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1274         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1275         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1276         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1277         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1278         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1279
1280 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1281 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1282 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1283
1284 /*
1285  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1286  */
1287 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1288
1289 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1290
1291 /*
1292  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1293  * various contexts.
1294  */
1295 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1296
1297 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1298
1299 extern bool can_do_mlock(void);
1300 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1301 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1302
1303 /*
1304  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1305  */
1306 struct zap_details {
1307         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1308         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1309         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1310 };
1311
1312 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1313                              pte_t pte, bool with_public_device);
1314 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1315
1316 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1317                                 pmd_t pmd);
1318
1319 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1320                   unsigned long size);
1321 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1322                     unsigned long size);
1323 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1324                 unsigned long start, unsigned long end);
1325
1326 /**
1327  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1328  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1329  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1330  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1331  *             regular PUDs.
1332  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1333  *             this handler is required to be able to handle
1334  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1335  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1336  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1337  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1338  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1339  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1340  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1341  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1342  *             and a negative one means "abort current page table walk
1343  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1344  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1345  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1346  * @private:   private data for callbacks' usage
1347  *
1348  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1349  */
1350 struct mm_walk {
1351         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1352                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1353         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1354                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1355         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1356                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1357         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1358                         struct mm_walk *walk);
1359         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1360                              unsigned long addr, unsigned long next,
1361                              struct mm_walk *walk);
1362         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1363                         struct mm_walk *walk);
1364         struct mm_struct *mm;
1365         struct vm_area_struct *vma;
1366         void *private;
1367 };
1368
1369 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1370                 struct mm_walk *walk);
1371 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1372 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1373                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1374 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1375                         struct vm_area_struct *vma);
1376 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1377                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1378                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1379 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1380         unsigned long *pfn);
1381 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1382                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1383 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1384                         void *buf, int len, int write);
1385
1386 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1387 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1388 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1389 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1390 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1391 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1392 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1393
1394 #ifdef CONFIG_MMU
1395 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1396                 unsigned int flags);
1397 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1398                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1399                             bool *unlocked);
1400 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1401                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1402 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1403                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1404 #else
1405 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1406                 unsigned long address, unsigned int flags)
1407 {
1408         /* should never happen if there's no MMU */
1409         BUG();
1410         return VM_FAULT_SIGBUS;
1411 }
1412 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1413                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1414                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1415 {
1416         /* should never happen if there's no MMU */
1417         BUG();
1418         return -EFAULT;
1419 }
1420 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1421                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1422 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1423                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1424 #endif
1425
1426 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1427                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1428 {
1429         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1430 }
1431
1432 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1433                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1434 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1435                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1436 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1437                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1438
1439 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1440                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1441                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1442                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1443 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1444                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1445                             struct vm_area_struct **vmas);
1446 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1447                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1448 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1449                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1450 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1451 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1452                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1453                             struct vm_area_struct **vmas);
1454 #else
1455 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1456                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1457                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1458 {
1459         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1460 }
1461 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1462
1463 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1464                         struct page **pages);
1465
1466 /* Container for pinned pfns / pages */
1467 struct frame_vector {
1468         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1469         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1470         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1471         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1472         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1473                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1474                                  * for access */
1475 };
1476
1477 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1478 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1479 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1480                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1481 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1482 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1483 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1484
1485 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1486 {
1487         return vec->nr_frames;
1488 }
1489
1490 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1491 {
1492         if (vec->is_pfns) {
1493                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1494
1495                 if (err)
1496                         return ERR_PTR(err);
1497         }
1498         return (struct page **)(vec->ptrs);
1499 }
1500
1501 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1502 {
1503         if (!vec->is_pfns)
1504                 frame_vector_to_pfns(vec);
1505         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1506 }
1507
1508 struct kvec;
1509 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1510                         struct page **pages);
1511 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1512 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1513
1514 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1515 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1516                               unsigned int length);
1517
1518 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1519 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1520 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1521 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1522                                 struct page *page);
1523 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1524 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1525                           struct bdi_writeback *wb);
1526 int set_page_dirty(struct page *page);
1527 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1528 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1529 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1530 {
1531         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1532         if (PageDirty(page))
1533                 __cancel_dirty_page(page);
1534 }
1535 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1536
1537 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1538
1539 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1540 {
1541         return !vma->vm_ops;
1542 }
1543
1544 #ifdef CONFIG_SHMEM
1545 /*
1546  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1547  * paths in userfault.
1548  */
1549 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1550 #else
1551 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1552 #endif
1553
1554 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1555
1556 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1557                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1558                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1559                 bool need_rmap_locks);
1560 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1561                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1562                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1563 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1564                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1565                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1566
1567 /*
1568  * doesn't attempt to fault and will return short.
1569  */
1570 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1571                           struct page **pages);
1572 /*
1573  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1574  */
1575 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1576 {
1577         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1578
1579 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1580         /*
1581          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1582          * But it's never be expected number for users.
1583          */
1584         if (val < 0)
1585                 val = 0;
1586 #endif
1587         return (unsigned long)val;
1588 }
1589
1590 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1591 {
1592         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1593 }
1594
1595 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1596 {
1597         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1598 }
1599
1600 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1601 {
1602         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1603 }
1604
1605 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1606 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1607 {
1608         if (PageSwapBacked(page))
1609                 return MM_SHMEMPAGES;
1610         return MM_FILEPAGES;
1611 }
1612
1613 static inline int mm_counter(struct page *page)
1614 {
1615         if (PageAnon(page))
1616                 return MM_ANONPAGES;
1617         return mm_counter_file(page);
1618 }
1619
1620 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1621 {
1622         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1623                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1624                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1625 }
1626
1627 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1628 {
1629         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1630 }
1631
1632 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1633 {
1634         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1635 }
1636
1637 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1638 {
1639         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1640
1641         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1642                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1643 }
1644
1645 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1646 {
1647         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1648                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1649 }
1650
1651 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1652 {
1653         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1654 }
1655
1656 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1657                                          struct mm_struct *mm)
1658 {
1659         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1660
1661         if (*maxrss < hiwater_rss)
1662                 *maxrss = hiwater_rss;
1663 }
1664
1665 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1666 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1667 #else
1668 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1669 {
1670 }
1671 #endif
1672
1673 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1674 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1675 {
1676         return 0;
1677 }
1678 #endif
1679
1680 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1681
1682 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1683                                spinlock_t **ptl);
1684 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1685                                     spinlock_t **ptl)
1686 {
1687         pte_t *ptep;
1688         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1689         return ptep;
1690 }
1691
1692 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1693 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1694                                                 unsigned long address)
1695 {
1696         return 0;
1697 }
1698 #else
1699 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1700 #endif
1701
1702 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1703 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1704                                                 unsigned long address)
1705 {
1706         return 0;
1707 }
1708 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1709 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1710
1711 #else
1712 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1713
1714 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1715 {
1716         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1717 }
1718
1719 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1720 {
1721         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1722 }
1723 #endif
1724
1725 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1726 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1727                                                 unsigned long address)
1728 {
1729         return 0;
1730 }
1731
1732 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1733 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1734
1735 #else
1736 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1737
1738 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1739 {
1740         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1741 }
1742
1743 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1744 {
1745         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1746 }
1747 #endif
1748
1749 #ifdef CONFIG_MMU
1750 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1751 {
1752         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1753 }
1754
1755 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1756 {
1757         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1758 }
1759
1760 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1761 {
1762         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1763 }
1764
1765 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1766 {
1767         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1768 }
1769 #else
1770
1771 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1772 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1773 {
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1778 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1779 #endif
1780
1781 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1782 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1783
1784 /*
1785  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1786  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1787  */
1788 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1789
1790 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1791 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1792                 unsigned long address)
1793 {
1794         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1795                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1796 }
1797
1798 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1799                 unsigned long address)
1800 {
1801         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1802                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1803 }
1804 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1805
1806 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1807 {
1808         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1809                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1810 }
1811 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1812
1813 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1814 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1815 void __init ptlock_cache_init(void);
1816 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1817 extern void ptlock_free(struct page *page);
1818
1819 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1820 {
1821         return page->ptl;
1822 }
1823 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1824 static inline void ptlock_cache_init(void)
1825 {
1826 }
1827
1828 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1829 {
1830         return true;
1831 }
1832
1833 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1834 {
1835 }
1836
1837 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1838 {
1839         return &page->ptl;
1840 }
1841 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1842
1843 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1844 {
1845         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1846 }
1847
1848 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1849 {
1850         /*
1851          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1852          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1853          *
1854          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1855          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1856          */
1857         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1858         if (!ptlock_alloc(page))
1859                 return false;
1860         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1861         return true;
1862 }
1863
1864 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1865 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1866 {
1867         page->mapping = NULL;
1868         ptlock_free(page);
1869 }
1870
1871 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1872 /*
1873  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1874  */
1875 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1876 {
1877         return &mm->page_table_lock;
1878 }
1879 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1880 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1881 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1882 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1883
1884 static inline void pgtable_init(void)
1885 {
1886         ptlock_cache_init();
1887         pgtable_cache_init();
1888 }
1889
1890 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1891 {
1892         if (!ptlock_init(page))
1893                 return false;
1894         __SetPageTable(page);
1895         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1896         return true;
1897 }
1898
1899 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1900 {
1901         pte_lock_deinit(page);
1902         __ClearPageTable(page);
1903         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1904 }
1905
1906 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1907 ({                                                      \
1908         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1909         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1910         *(ptlp) = __ptl;                                \
1911         spin_lock(__ptl);                               \
1912         __pte;                                          \
1913 })
1914
1915 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1916         spin_unlock(ptl);                               \
1917         pte_unmap(pte);                                 \
1918 } while (0)
1919
1920 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1921         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1922
1923 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1924         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1925
1926 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1927         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1928                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1929
1930 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1931         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1932                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1933
1934 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1935
1936 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1937 {
1938         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1939         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1940 }
1941
1942 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1943 {
1944         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1945 }
1946
1947 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1948 {
1949 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1950         page->pmd_huge_pte = NULL;
1951 #endif
1952         return ptlock_init(page);
1953 }
1954
1955 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1956 {
1957 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1958         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1959 #endif
1960         ptlock_free(page);
1961 }
1962
1963 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1964
1965 #else
1966
1967 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1968 {
1969         return &mm->page_table_lock;
1970 }
1971
1972 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1973 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1974
1975 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1976
1977 #endif
1978
1979 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1980 {
1981         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1982         spin_lock(ptl);
1983         return ptl;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1988  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1989  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1990  * which need to be converted from page_table_lock.
1991  */
1992 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1993 {
1994         return &mm->page_table_lock;
1995 }
1996
1997 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1998 {
1999         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2000
2001         spin_lock(ptl);
2002         return ptl;
2003 }
2004
2005 extern void __init pagecache_init(void);
2006 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2007 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2008                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2009 extern void free_initmem(void);
2010
2011 /*
2012  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2013  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2014  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2015  * Return pages freed into the buddy system.
2016  */
2017 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2018                                         int poison, char *s);
2019
2020 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2021 /*
2022  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2023  * and totalram_pages.
2024  */
2025 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2026 #endif
2027
2028 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2029 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2030
2031 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2032
2033 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2034 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2035 {
2036         ClearPageReserved(page);
2037         init_page_count(page);
2038         __free_page(page);
2039 }
2040
2041 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2042 {
2043         __free_reserved_page(page);
2044         adjust_managed_page_count(page, 1);
2045 }
2046
2047 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2048 {
2049         SetPageReserved(page);
2050         adjust_managed_page_count(page, -1);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2055  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2056  * range [0, UCHAR_MAX].
2057  * Return pages freed into the buddy system.
2058  */
2059 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2060 {
2061         extern char __init_begin[], __init_end[];
2062
2063         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2064                                   poison, "unused kernel");
2065 }
2066
2067 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2068 {
2069         int nid;
2070         unsigned long phys_pages = 0;
2071
2072         for_each_online_node(nid)
2073                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2074
2075         return phys_pages;
2076 }
2077
2078 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2079 /*
2080  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2081  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2082  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2083  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2084  * free_area_init_node()
2085  *
2086  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2087  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2088  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2089  * usage, an architecture is expected to do something like
2090  *
2091  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2092  *                                                       max_highmem_pfn};
2093  * for_each_valid_physical_page_range()
2094  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2095  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2096  *
2097  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2098  * registered physical page range.  Similarly
2099  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2100  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2101  *
2102  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2103  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2104  */
2105 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2106 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2107 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2108                                                 unsigned long end_pfn);
2109 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2110                                                 unsigned long end_pfn);
2111 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2112                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2113 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2114 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2115                                                 unsigned long max_low_pfn);
2116 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2117
2118 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2119
2120 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2121     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2122 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2123                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2124 {
2125         return 0;
2126 }
2127 #else
2128 /* please see mm/page_alloc.c */
2129 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2130 /* there is a per-arch backend function. */
2131 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2132                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2133 #endif
2134
2135 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
2136 void zero_resv_unavail(void);
2137 #else
2138 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2139 #endif
2140
2141 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2142 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2143                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2144 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2145 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2146 extern void mem_init(void);
2147 extern void __init mmap_init(void);
2148 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2149 extern long si_mem_available(void);
2150 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2151 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2152 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2153 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2154 #endif
2155
2156 extern __printf(3, 4)
2157 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2158
2159 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2160
2161 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2162 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2163
2164 /* page_alloc.c */
2165 extern int min_free_kbytes;
2166 extern int watermark_scale_factor;
2167
2168 /* nommu.c */
2169 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2170 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2171
2172 /* interval_tree.c */
2173 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2174                               struct rb_root_cached *root);
2175 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2176                                     struct vm_area_struct *prev,
2177                                     struct rb_root_cached *root);
2178 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2179                               struct rb_root_cached *root);
2180 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2181                                 unsigned long start, unsigned long last);
2182 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2183                                 unsigned long start, unsigned long last);
2184
2185 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2186         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2187              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2188
2189 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2190                                    struct rb_root_cached *root);
2191 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2192                                    struct rb_root_cached *root);
2193 struct anon_vma_chain *
2194 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2195                                   unsigned long start, unsigned long last);
2196 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2197         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2198 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2199 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2200 #endif
2201
2202 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2203         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2204              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2205
2206 /* mmap.c */
2207 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2208 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2209         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2210         struct vm_area_struct *expand);
2211 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2212         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2213 {
2214         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2215 }
2216 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2217         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2218         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2219         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2220 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2221 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2222         unsigned long addr, int new_below);
2223 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2224         unsigned long addr, int new_below);
2225 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2226 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2227         struct rb_node **, struct rb_node *);
2228 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2229 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2230         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2231         bool *need_rmap_locks);
2232 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2233
2234 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2235                                     unsigned long new,
2236                                     unsigned long start,
2237                                     unsigned long end_data,
2238                                     unsigned long start_data)
2239 {
2240         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2241                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2242                         return -ENOSPC;
2243         }
2244
2245         return 0;
2246 }
2247
2248 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2249 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2250
2251 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2252 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2253 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2254
2255 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2256 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2257
2258 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2259                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2260 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2261                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2262                                    unsigned long flags,
2263                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2264 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2265 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2266                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2267                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2268
2269 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2270
2271 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2272         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2273         struct list_head *uf);
2274 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2275         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2276         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2277         struct list_head *uf);
2278 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2279                      struct list_head *uf);
2280
2281 static inline unsigned long
2282 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2283         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2284         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2285         struct list_head *uf)
2286 {
2287         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2288 }
2289
2290 #ifdef CONFIG_MMU
2291 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2292                          int ignore_errors);
2293 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2294 {
2295         /* Ignore errors */
2296         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2297 }
2298 #else
2299 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2300 #endif
2301
2302 /* These take the mm semaphore themselves */
2303 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2304 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2305 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2306 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2307         unsigned long, unsigned long,
2308         unsigned long, unsigned long);
2309
2310 struct vm_unmapped_area_info {
2311 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2312         unsigned long flags;
2313         unsigned long length;
2314         unsigned long low_limit;
2315         unsigned long high_limit;
2316         unsigned long align_mask;
2317         unsigned long align_offset;
2318 };
2319
2320 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2321 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2322
2323 /*
2324  * Search for an unmapped address range.
2325  *
2326  * We are looking for a range that:
2327  * - does not intersect with any VMA;
2328  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2329  * - is at least the desired size.
2330  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2331  */
2332 static inline unsigned long
2333 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2334 {
2335         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2336                 return unmapped_area_topdown(info);
2337         else
2338                 return unmapped_area(info);
2339 }
2340
2341 /* truncate.c */
2342 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2343 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2344                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2345 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2346
2347 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2348 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2349 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2350                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2351 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2352
2353 /* mm/page-writeback.c */
2354 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2355 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2356
2357 /* readahead.c */
2358 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2359 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2360
2361 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2362                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2363
2364 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2365                                struct file_ra_state *ra,
2366                                struct file *filp,
2367                                pgoff_t offset,
2368                                unsigned long size);
2369
2370 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2371                                 struct file_ra_state *ra,
2372                                 struct file *filp,
2373                                 struct page *pg,
2374                                 pgoff_t offset,
2375                                 unsigned long size);
2376
2377 extern unsigned long stack_guard_gap;
2378 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2379 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2380
2381 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2382 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2383                 unsigned long address);
2384 #if VM_GROWSUP
2385 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2386 #else
2387   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2388 #endif
2389
2390 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2391 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2392 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2393                                              struct vm_area_struct **pprev);
2394
2395 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2396    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2397 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2398 {
2399         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2400
2401         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2402                 vma = NULL;
2403         return vma;
2404 }
2405
2406 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2407 {
2408         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2409
2410         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2411                 vm_start -= stack_guard_gap;
2412                 if (vm_start > vma->vm_start)
2413                         vm_start = 0;
2414         }
2415         return vm_start;
2416 }
2417
2418 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2419 {
2420         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2421
2422         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2423                 vm_end += stack_guard_gap;
2424                 if (vm_end < vma->vm_end)
2425                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2426         }
2427         return vm_end;
2428 }
2429
2430 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2431 {
2432         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2433 }
2434
2435 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2436 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2437                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2438 {
2439         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2440
2441         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2442                 vma = NULL;
2443
2444         return vma;
2445 }
2446
2447 #ifdef CONFIG_MMU
2448 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2449 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2450 #else
2451 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2452 {
2453         return __pgprot(0);
2454 }
2455 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2456 {
2457         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2458 }
2459 #endif
2460
2461 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2462 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2463                         unsigned long start, unsigned long end);
2464 #endif
2465
2466 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2467 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2468                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2469 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2470 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2471                         unsigned long pfn);
2472 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2473                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2474 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2475                         pfn_t pfn);
2476 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2477                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2478 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2479
2480 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2481                                 unsigned long addr, struct page *page)
2482 {
2483         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2484
2485         if (err == -ENOMEM)
2486                 return VM_FAULT_OOM;
2487         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2488                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2489
2490         return VM_FAULT_NOPAGE;
2491 }
2492
2493 static inline vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma,
2494                                 unsigned long addr, pfn_t pfn)
2495 {
2496         int err = vm_insert_mixed(vma, addr, pfn);
2497
2498         if (err == -ENOMEM)
2499                 return VM_FAULT_OOM;
2500         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2501                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2502
2503         return VM_FAULT_NOPAGE;
2504 }
2505
2506 static inline vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma,
2507                         unsigned long addr, unsigned long pfn)
2508 {
2509         int err = vm_insert_pfn(vma, addr, pfn);
2510
2511         if (err == -ENOMEM)
2512                 return VM_FAULT_OOM;
2513         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2514                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2515
2516         return VM_FAULT_NOPAGE;
2517 }
2518
2519 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2520 {
2521         if (err == -ENOMEM)
2522                 return VM_FAULT_OOM;
2523         return VM_FAULT_SIGBUS;
2524 }
2525
2526 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2527                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2528                               unsigned int *page_mask);
2529
2530 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2531                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2532 {
2533         unsigned int unused_page_mask;
2534         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2535 }
2536
2537 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2538 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2539 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2540 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2541 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2542 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2543                                  * and return without waiting upon it */
2544 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2545 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2546 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2547 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2548 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2549 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2550 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2551 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2552 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2553 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2554
2555 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2556 {
2557         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2558                 return -ENOMEM;
2559         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2560                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2561         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2562                 return -EFAULT;
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2567                         void *data);
2568 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2569                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2570
2571
2572 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2573 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2574 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2575 #else
2576 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2577 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2578                                         int enable) { }
2579 #endif
2580
2581 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2582 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2583 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2584
2585 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2586 {
2587         return _debug_pagealloc_enabled;
2588 }
2589
2590 static inline void
2591 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2592 {
2593         if (!debug_pagealloc_enabled())
2594                 return;
2595
2596         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2597 }
2598 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2599 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2600 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2601 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2602 static inline void
2603 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2604 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2605 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2606 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2607 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2608 {
2609         return false;
2610 }
2611 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2612
2613 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2614 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2615 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2616 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2617 #else
2618 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2619 {
2620         return NULL;
2621 }
2622 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2623 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2624 {
2625         return 0;
2626 }
2627 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2628
2629 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2630
2631 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2632 extern int sysctl_drop_caches;
2633 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2634                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2635 #endif
2636
2637 void drop_slab(void);
2638 void drop_slab_node(int nid);
2639
2640 #ifndef CONFIG_MMU
2641 #define randomize_va_space 0
2642 #else
2643 extern int randomize_va_space;
2644 #endif
2645
2646 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2647 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2648
2649 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2650                                    unsigned long pnum_begin,
2651                                    unsigned long pnum_end,
2652                                    unsigned long map_count,
2653                                    int nodeid);
2654
2655 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2656                 struct vmem_altmap *altmap);
2657 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2658 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2659 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2660 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2661 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2662 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2663 struct vmem_altmap;
2664 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2665 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2666 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2667 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2668                                int node);
2669 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2670                 struct vmem_altmap *altmap);
2671 void vmemmap_populate_print_last(void);
2672 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2673 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2674                 struct vmem_altmap *altmap);
2675 #endif
2676 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2677                                   unsigned long nr_pages);
2678
2679 enum mf_flags {
2680         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2681         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2682         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2683         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2684 };
2685 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2686 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2687 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2688 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2689 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2690 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2691 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2692 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2693 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2694 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2695
2696
2697 /*
2698  * Error handlers for various types of pages.
2699  */
2700 enum mf_result {
2701         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2702         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2703         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2704         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2705 };
2706
2707 enum mf_action_page_type {
2708         MF_MSG_KERNEL,
2709         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2710         MF_MSG_SLAB,
2711         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2712         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2713         MF_MSG_HUGE,
2714         MF_MSG_FREE_HUGE,
2715         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2716         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2717         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2718         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2719         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2720         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2721         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2722         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2723         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2724         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2725         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2726         MF_MSG_BUDDY,
2727         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2728         MF_MSG_UNKNOWN,
2729 };
2730
2731 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2732 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2733                             unsigned long addr_hint,
2734                             unsigned int pages_per_huge_page);
2735 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2736                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2737                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2738 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2739                                 const void __user *usr_src,
2740                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2741                                 bool allow_pagefault);
2742 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2743
2744 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2745
2746 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2747 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2748 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2749
2750 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2751 {
2752         return _debug_guardpage_minorder;
2753 }
2754
2755 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2756 {
2757         return _debug_guardpage_enabled;
2758 }
2759
2760 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2761 {
2762         struct page_ext *page_ext;
2763
2764         if (!debug_guardpage_enabled())
2765                 return false;
2766
2767         page_ext = lookup_page_ext(page);
2768         if (unlikely(!page_ext))
2769                 return false;
2770
2771         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2772 }
2773 #else
2774 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2775 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2776 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2777 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2778
2779 #if MAX_NUMNODES > 1
2780 void __init setup_nr_node_ids(void);
2781 #else
2782 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2783 #endif
2784
2785 #endif /* __KERNEL__ */
2786 #endif /* _LINUX_MM_H */