libata: Add ATA_HORKAGE_NO_NCQ_ON_ATI for Samsung 860 and 870 SSD.
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
228 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
229 #else
230 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
231 #endif
232
233 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
234 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
235
236 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
237 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
238
239 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
240
241 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
242                            void *end_data, void *brk);
243
244 /*
245  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
246  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
247  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
248  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
249  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
250  * mmap() functions).
251  */
252
253 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
254 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
255 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
256
257 #ifndef CONFIG_MMU
258 extern struct rb_root nommu_region_tree;
259 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
260
261 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
262 #endif
263
264 /*
265  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
266  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
267  */
268 #define VM_NONE         0x00000000
269
270 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
271 #define VM_WRITE        0x00000002
272 #define VM_EXEC         0x00000004
273 #define VM_SHARED       0x00000008
274
275 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
276 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
277 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
278 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
279 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
280
281 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
282 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
283 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
284 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
285 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
286
287 #define VM_LOCKED       0x00002000
288 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
289
290                                         /* Used by sys_madvise() */
291 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
292 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
293
294 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
295 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
296 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
297 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
298 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
299 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
300 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
301 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
302 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
303 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
304
305 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
306 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
307 #else
308 # define VM_SOFTDIRTY   0
309 #endif
310
311 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
312 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
313 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
314 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
315
316 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
323 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
324 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
325 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
326 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
327 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
328
329 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
330 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
331 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
332 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
333 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
334 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
335 #ifdef CONFIG_PPC
336 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
337 #else
338 # define VM_PKEY_BIT4  0
339 #endif
340 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
341
342 #if defined(CONFIG_X86)
343 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
344 #elif defined(CONFIG_PPC)
345 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
346 #elif defined(CONFIG_PARISC)
347 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
348 #elif defined(CONFIG_IA64)
349 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
350 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
351 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
353 #elif defined(CONFIG_ARM64)
354 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
355 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
356 #elif !defined(CONFIG_MMU)
357 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
358 #endif
359
360 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
361 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
363 #else
364 # define VM_MTE         VM_NONE
365 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
366 #endif
367
368 #ifndef VM_GROWSUP
369 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
373 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
374 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
375 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
376 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
378
379 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
380 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
381
382 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
383
384 /* Common data flag combinations */
385 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
386                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
387 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
388                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
389 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
390                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
391
392 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
393 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
394 #endif
395
396 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
397 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
401 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
402 #else
403 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
404 #endif
405
406 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
407
408 /* VMA basic access permission flags */
409 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
410
411
412 /*
413  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
414  */
415 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
416
417 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
418 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
419
420 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
421 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
422
423 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
424 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
425
426 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
427 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
428 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
429 #endif
430 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
431
432 /*
433  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
434  * low four bits) to a page protection mask..
435  */
436 extern pgprot_t protection_map[16];
437
438 /**
439  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
440  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
441  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
442  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
443  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
444  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
445  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
446  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
447  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
448  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
449  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
450  *
451  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
452  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
453  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
454  *
455  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
456  *                              this is the first try
457  *
458  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
459  *                              we've already tried at least once
460  *
461  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
462  *
463  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
464  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
465  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
466  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
467  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
468  * interrupted if necessary.
469  */
470 enum fault_flag {
471         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
472         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
473         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
474         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
475         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
476         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
477         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
478         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
479         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
480         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
481 };
482
483 /*
484  * The default fault flags that should be used by most of the
485  * arch-specific page fault handlers.
486  */
487 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
488                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
489                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
490
491 /**
492  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
493  * @flags: Fault flags.
494  *
495  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
496  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
497  * to change, in which case we can try to be polite to release the
498  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
499  * processes that would also want the mmap_lock.
500  *
501  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
502  * attempt of the fault handling; false otherwise.
503  */
504 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
505 {
506         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
507             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
508 }
509
510 #define FAULT_FLAG_TRACE \
511         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
512         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
513         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
514         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
515         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
516         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
517         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
518         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
519         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
520         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
521
522 /*
523  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
524  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
525  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
526  *
527  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
528  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
529  *
530  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
531  */
532 struct vm_fault {
533         const struct {
534                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
535                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
536                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
537                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
538         };
539         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
540                                          * XXX: should really be 'const' */
541         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
542                                          * the 'address' */
543         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
544                                          * the 'address'
545                                          */
546         union {
547                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
548                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
549                                          * used by PMD fault only.
550                                          */
551         };
552
553         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
554         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
555                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
556                                          * is set (which is also implied by
557                                          * VM_FAULT_ERROR).
558                                          */
559         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
560         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
561                                          * the 'address'. NULL if the page
562                                          * table hasn't been allocated.
563                                          */
564         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
565                                          * Protects pte page table if 'pte'
566                                          * is not NULL, otherwise pmd.
567                                          */
568         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
569                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
570                                          * table from atomic context.
571                                          * do_fault_around() pre-allocates
572                                          * page table to avoid allocation from
573                                          * atomic context.
574                                          */
575 };
576
577 /* page entry size for vm->huge_fault() */
578 enum page_entry_size {
579         PE_SIZE_PTE = 0,
580         PE_SIZE_PMD,
581         PE_SIZE_PUD,
582 };
583
584 /*
585  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
586  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
587  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
588  */
589 struct vm_operations_struct {
590         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
591         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
592         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
593         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
594         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
595         /*
596          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
597          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
598          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
599          */
600         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
601                         unsigned long end, unsigned long newflags);
602         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
603         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
604                         enum page_entry_size pe_size);
605         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
606                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
607         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
608
609         /* notification that a previously read-only page is about to become
610          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
611         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
612
613         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
614         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
615
616         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
617          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
618          * implementation useful for any iomem mapping.
619          */
620         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
621                       void *buf, int len, int write);
622
623         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
624          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
625          * vma to be dumped unconditionally. */
626         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
627
628 #ifdef CONFIG_NUMA
629         /*
630          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
631          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
632          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
633          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
634          * mempolicy.
635          */
636         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
637
638         /*
639          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
640          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
641          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
642          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
643          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
644          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
645          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
646          * policy.
647          */
648         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
649                                         unsigned long addr);
650 #endif
651         /*
652          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
653          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
654          * (using pte_page()) would not find the correct page.
655          */
656         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
657                                           unsigned long addr);
658 };
659
660 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
661 {
662         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
663
664         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
665         vma->vm_mm = mm;
666         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
667         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
668 }
669
670 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
671 {
672         vma->vm_ops = NULL;
673 }
674
675 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
676 {
677         return !vma->vm_ops;
678 }
679
680 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
681 {
682         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
683
684         if (!maybe_stack)
685                 return false;
686
687         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
688                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
689                 return true;
690
691         return false;
692 }
693
694 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
695 {
696         if (!current->mm)
697                 return true;
698
699         if (current->mm != vma->vm_mm)
700                 return true;
701
702         return false;
703 }
704
705 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
706 {
707         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
708 }
709
710 #ifdef CONFIG_SHMEM
711 /*
712  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
713  * paths in userfault.
714  */
715 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
716 #else
717 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
718 #endif
719
720 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
721
722 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
723 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
724
725 struct mmu_gather;
726 struct inode;
727
728 #include <linux/huge_mm.h>
729
730 /*
731  * Methods to modify the page usage count.
732  *
733  * What counts for a page usage:
734  * - cache mapping   (page->mapping)
735  * - private data    (page->private)
736  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
737  *   is counted separately
738  *
739  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
740  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
741  */
742
743 /*
744  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
745  */
746 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
747 {
748         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
749         return page_ref_dec_and_test(page);
750 }
751
752 /*
753  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
754  * that is the case.
755  * This can be called when MMU is off so it must not access
756  * any of the virtual mappings.
757  */
758 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
759 {
760         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
761 }
762
763 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
764
765 enum {
766         REGION_INTERSECTS,
767         REGION_DISJOINT,
768         REGION_MIXED,
769 };
770
771 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
772                       unsigned long desc);
773
774 /* Support for virtually mapped pages */
775 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
776 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
777
778 /*
779  * Determine if an address is within the vmalloc range
780  *
781  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
782  * is no special casing required.
783  */
784
785 #ifndef is_ioremap_addr
786 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
787 #endif
788
789 #ifdef CONFIG_MMU
790 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
791 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
792 #else
793 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
794 {
795         return false;
796 }
797 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
798 {
799         return 0;
800 }
801 #endif
802
803 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
804 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
805 {
806         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
807 }
808 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
809 {
810         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
811 }
812 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
813 {
814         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
815 }
816
817 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
818 {
819         size_t bytes;
820
821         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
822                 return NULL;
823
824         return kvmalloc(bytes, flags);
825 }
826
827 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
828 {
829         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
830 }
831
832 extern void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize,
833                 gfp_t flags);
834 extern void kvfree(const void *addr);
835 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
836
837 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
838 {
839         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
840 }
841
842 /*
843  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
844  *
845  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
846  */
847 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
848 {
849         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
850         page = compound_head(page);
851         return head_compound_mapcount(page);
852 }
853
854 /*
855  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
856  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
857  * and atomic_add_negative(-1).
858  */
859 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
860 {
861         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
862 }
863
864 int __page_mapcount(struct page *page);
865
866 /*
867  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
868  * compound_mapcount().
869  *
870  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
871  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
872  * They use this place in struct page differently.
873  */
874 static inline int page_mapcount(struct page *page)
875 {
876         if (unlikely(PageCompound(page)))
877                 return __page_mapcount(page);
878         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
879 }
880
881 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
882 int total_mapcount(struct page *page);
883 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
884 #else
885 static inline int total_mapcount(struct page *page)
886 {
887         return page_mapcount(page);
888 }
889 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
890                                            int *total_mapcount)
891 {
892         int mapcount = page_mapcount(page);
893         if (total_mapcount)
894                 *total_mapcount = mapcount;
895         return mapcount;
896 }
897 #endif
898
899 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
900 {
901         struct page *page = virt_to_page(x);
902
903         return compound_head(page);
904 }
905
906 void __put_page(struct page *page);
907
908 void put_pages_list(struct list_head *pages);
909
910 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
911 void copy_huge_page(struct page *dst, struct page *src);
912
913 /*
914  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
915  * prototype for that function and accessor functions.
916  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
917  */
918 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
919
920 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
921 enum compound_dtor_id {
922         NULL_COMPOUND_DTOR,
923         COMPOUND_PAGE_DTOR,
924 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
925         HUGETLB_PAGE_DTOR,
926 #endif
927 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
928         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
929 #endif
930         NR_COMPOUND_DTORS,
931 };
932 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
933
934 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
935                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
936 {
937         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
938         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
939 }
940
941 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
942 {
943         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
944         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
945 }
946
947 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
948 {
949         if (!PageHead(page))
950                 return 0;
951         return page[1].compound_order;
952 }
953
954 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
955 {
956         /*
957          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
958          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
959          * pages cannot support it.
960          */
961         page = compound_head(page);
962         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
963 }
964
965 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
966 {
967         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
968 }
969
970 static inline int compound_pincount(struct page *page)
971 {
972         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
973         page = compound_head(page);
974         return head_compound_pincount(page);
975 }
976
977 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
978 {
979         page[1].compound_order = order;
980         page[1].compound_nr = 1U << order;
981 }
982
983 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
984 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
985 {
986         if (!PageHead(page))
987                 return 1;
988         return page[1].compound_nr;
989 }
990
991 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
992 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
993 {
994         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
995 }
996
997 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
998 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
999 {
1000         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1001 }
1002
1003 void free_compound_page(struct page *page);
1004
1005 #ifdef CONFIG_MMU
1006 /*
1007  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1008  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1009  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1010  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1011  */
1012 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1013 {
1014         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1015                 pte = pte_mkwrite(pte);
1016         return pte;
1017 }
1018
1019 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1020 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1021
1022 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1023 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1024 #endif
1025
1026 /*
1027  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1028  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1029  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1030  * only one copy in memory, at most, normally.
1031  *
1032  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1033  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1034  *   freelist management in the buddy allocator.
1035  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1036  *
1037  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1038  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1039  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1040  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1041  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1042  *
1043  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1044  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1045  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1046  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1047  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1048  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1049  * subsequently been given references to it.
1050  *
1051  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1052  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1053  * The following discussion applies only to them.
1054  *
1055  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1056  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1057  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1058  * into the filesystem to release these pages.
1059  *
1060  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1061  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1062  * in units of PAGE_SIZE.
1063  *
1064  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1065  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1066  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1067  *
1068  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1069  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1070  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1071  *
1072  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1073  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1074  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1075  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1076  *
1077  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1078  * - inode pages may need to be read from disk,
1079  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1080  *   to be written back to the inode on disk,
1081  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1082  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1083  *   back into memory.
1084  */
1085
1086 /*
1087  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1088  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1089  */
1090
1091 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1092 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1093 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1094 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1095 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1096 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1097
1098 /*
1099  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1100  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1101  * the compiler will optimise away reference to them.
1102  */
1103 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1104 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1105 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1106 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1107 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1108
1109 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1110 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1111 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1112 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1113                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1114 #else
1115 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1116 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1117                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1118 #endif
1119
1120 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1121
1122 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1123 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1124 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1125 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1126 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1127 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1128
1129 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1130 {
1131         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1132         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1133 }
1134
1135 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1136 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1137 {
1138         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1139 }
1140 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1141                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1142 #else
1143 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1144 {
1145         return false;
1146 }
1147 #endif
1148
1149 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1150 {
1151         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1152 }
1153
1154 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1155 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1156 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1157
1158 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1159 {
1160         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1161                 return false;
1162         if (!is_zone_device_page(page))
1163                 return false;
1164         switch (page->pgmap->type) {
1165         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1166         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1167                 return true;
1168         default:
1169                 break;
1170         }
1171         return false;
1172 }
1173
1174 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1175
1176 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1177 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1178 {
1179         return false;
1180 }
1181
1182 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1183 {
1184 }
1185 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1186
1187 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1188 {
1189         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1190                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1191                 is_zone_device_page(page) &&
1192                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1193 }
1194
1195 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1196 {
1197         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1198                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1199                 is_zone_device_page(page) &&
1200                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1201 }
1202
1203 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1204 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1205         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1206
1207 static inline void get_page(struct page *page)
1208 {
1209         page = compound_head(page);
1210         /*
1211          * Getting a normal page or the head of a compound page
1212          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1213          */
1214         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1215         page_ref_inc(page);
1216 }
1217
1218 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1219 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1220                                                    unsigned int flags);
1221
1222
1223 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1224 {
1225         page = compound_head(page);
1226         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1227                 return false;
1228         page_ref_inc(page);
1229         return true;
1230 }
1231
1232 static inline void put_page(struct page *page)
1233 {
1234         page = compound_head(page);
1235
1236         /*
1237          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1238          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1239          * need to inform the device driver through callback. See
1240          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1241          */
1242         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1243                 put_devmap_managed_page(page);
1244                 return;
1245         }
1246
1247         if (put_page_testzero(page))
1248                 __put_page(page);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1253  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1254  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1255  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1256  *
1257  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1258  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1259  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1260  *
1261  * Choice of value:
1262  *
1263  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1264  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1265  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1266  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1267  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1268  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1269  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1270  *
1271  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1272  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1273  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1274  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1275  * issue.
1276  *
1277  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1278  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1279  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1280  * table entries.
1281  */
1282 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1283
1284 void unpin_user_page(struct page *page);
1285 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1286                                  bool make_dirty);
1287 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1288                                       bool make_dirty);
1289 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1290
1291 /**
1292  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1293  * @page: The page.
1294  *
1295  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1296  * a function in the pin_user_pages() family.
1297  *
1298  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1299  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1300  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1301  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1302  *
1303  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1304  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1305  * deal gracefully with a false positive.
1306  *
1307  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1308  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1309  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1310  * scheme).
1311  *
1312  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1313  *
1314  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1315  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1316  */
1317 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1318 {
1319         if (hpage_pincount_available(page))
1320                 return compound_pincount(page) > 0;
1321
1322         /*
1323          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1324          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1325          * further incrementing the refcount.
1326          *
1327          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1328          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1329          */
1330         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1331                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1332 }
1333
1334 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1335 {
1336         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1341  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1342  */
1343 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1344                                           struct page *page)
1345 {
1346         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1347                 return false;
1348
1349         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1350                 return false;
1351
1352         return page_maybe_dma_pinned(page);
1353 }
1354
1355 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1356 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1357 #endif
1358
1359 /*
1360  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1361  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1362  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1363  * node id available in page flags.
1364  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1365  * pages in a zone.
1366  */
1367 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1368 {
1369         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1370 }
1371
1372 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1373 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1374 #else
1375 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1376 {
1377         struct page *p = (struct page *)page;
1378
1379         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1380 }
1381 #endif
1382
1383 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1384 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1385 {
1386         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1387 }
1388
1389 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1390 {
1391         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1392 }
1393
1394 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1395 {
1396         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1397 }
1398
1399 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1400 {
1401         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1402 }
1403
1404 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1405 {
1406         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1407 }
1408
1409 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1410 {
1411         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1412 }
1413
1414 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1415 {
1416         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1417 }
1418
1419 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1420 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1421 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1422 {
1423         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1424 }
1425
1426 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1427 {
1428         return page->_last_cpupid;
1429 }
1430 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1431 {
1432         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1433 }
1434 #else
1435 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1436 {
1437         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1438 }
1439
1440 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1441
1442 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1443 {
1444         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1445 }
1446 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1447 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1448 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1449 {
1450         return page_to_nid(page); /* XXX */
1451 }
1452
1453 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1454 {
1455         return page_to_nid(page); /* XXX */
1456 }
1457
1458 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1459 {
1460         return -1;
1461 }
1462
1463 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1464 {
1465         return -1;
1466 }
1467
1468 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1469 {
1470         return -1;
1471 }
1472
1473 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1474 {
1475         return -1;
1476 }
1477
1478 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1479 {
1480         return true;
1481 }
1482
1483 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1484 {
1485 }
1486
1487 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1488 {
1489         return false;
1490 }
1491 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1492
1493 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1494
1495 /*
1496  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1497  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1498  * value 0x00 maps to 0xff.
1499  */
1500
1501 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1502 {
1503         u8 tag = 0xff;
1504
1505         if (kasan_enabled()) {
1506                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1507                 tag ^= 0xff;
1508         }
1509
1510         return tag;
1511 }
1512
1513 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1514 {
1515         if (kasan_enabled()) {
1516                 tag ^= 0xff;
1517                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1518                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1519         }
1520 }
1521
1522 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1523 {
1524         if (kasan_enabled())
1525                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1526 }
1527
1528 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1529
1530 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1531 {
1532         return 0xff;
1533 }
1534
1535 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1536 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1537
1538 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1539
1540 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1541 {
1542         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1543 }
1544
1545 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1546 {
1547         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1548 }
1549
1550 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1551 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1552 {
1553         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1554         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1555 }
1556
1557 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1558 {
1559         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1560 }
1561 #endif
1562
1563 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1564 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1565 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1566 {
1567         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1568                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1569 }
1570 #else
1571 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1572 {
1573         return true;
1574 }
1575 #endif
1576
1577 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1578 {
1579         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1580         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1581 }
1582
1583 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1584 {
1585         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1586         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1587 }
1588
1589 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1590         unsigned long node, unsigned long pfn)
1591 {
1592         set_page_zone(page, zone);
1593         set_page_node(page, node);
1594 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1595         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1596 #endif
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1601  */
1602 #include <linux/vmstat.h>
1603
1604 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1605 {
1606         return page_to_virt(page);
1607 }
1608
1609 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1610 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1611 #endif
1612
1613 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1614 static inline void *page_address(const struct page *page)
1615 {
1616         return page->virtual;
1617 }
1618 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1619 {
1620         page->virtual = address;
1621 }
1622 #define page_address_init()  do { } while(0)
1623 #endif
1624
1625 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1626 void *page_address(const struct page *page);
1627 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1628 void page_address_init(void);
1629 #endif
1630
1631 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1632 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1633 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1634 #define page_address_init()  do { } while(0)
1635 #endif
1636
1637 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1638 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1639 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1640
1641 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1642
1643 static inline
1644 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1645 {
1646         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1647                 return __page_file_mapping(page);
1648
1649         return page->mapping;
1650 }
1651
1652 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1653
1654 /*
1655  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1656  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1657  */
1658 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1659 {
1660         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1661                 return __page_file_index(page);
1662         return page->index;
1663 }
1664
1665 bool page_mapped(struct page *page);
1666 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1667
1668 /*
1669  * Return true only if the page has been allocated with
1670  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1671  * met implying that the system is under some pressure.
1672  */
1673 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1674 {
1675         /*
1676          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1677          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1678          * they do not need to preserve that information.
1679          */
1680         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1685  * page.
1686  */
1687 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1688 {
1689         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1690 }
1691
1692 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1693 {
1694         page->lru.next = NULL;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1699  */
1700 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1701
1702 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1703 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1704
1705 /*
1706  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1707  * various contexts.
1708  */
1709 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1710
1711 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1712
1713 #ifdef CONFIG_MMU
1714 extern bool can_do_mlock(void);
1715 #else
1716 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1717 #endif
1718 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1719 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1720
1721 /*
1722  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1723  */
1724 struct zap_details {
1725         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1726         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1727         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1728         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1729 };
1730
1731 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1732                              pte_t pte);
1733 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1734                                 pmd_t pmd);
1735
1736 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1737                   unsigned long size);
1738 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1739                     unsigned long size);
1740 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1741                 unsigned long start, unsigned long end);
1742
1743 struct mmu_notifier_range;
1744
1745 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1746                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1747 int
1748 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1749 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1750                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1751                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1752 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1753                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1754 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1755         unsigned long *pfn);
1756 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1757                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1758 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1759                         void *buf, int len, int write);
1760
1761 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1762 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1763 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1764 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1765 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1766 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1767 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1768
1769 #ifdef CONFIG_MMU
1770 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1771                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1772                                   struct pt_regs *regs);
1773 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1774                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1775                             bool *unlocked);
1776 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1777 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1778                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1779 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1780                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1781 #else
1782 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1783                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1784                                          struct pt_regs *regs)
1785 {
1786         /* should never happen if there's no MMU */
1787         BUG();
1788         return VM_FAULT_SIGBUS;
1789 }
1790 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1791                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1792 {
1793         /* should never happen if there's no MMU */
1794         BUG();
1795         return -EFAULT;
1796 }
1797 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1798 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1799                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1800 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1801                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1802 #endif
1803
1804 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1805                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1806 {
1807         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1808 }
1809
1810 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1811                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1812 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1813                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1814 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1815                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1816
1817 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1818                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1819                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1820                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1821 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1822                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1823                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1824                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1825 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1826                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1827                             struct vm_area_struct **vmas);
1828 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1829                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1830                     struct vm_area_struct **vmas);
1831 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1832                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1833 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1834                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1835 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1836                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1837 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1838                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1839
1840 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1841                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1842 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1843                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1844
1845 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1846 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1847                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1848
1849 struct kvec;
1850 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1851                         struct page **pages);
1852 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1853 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1854
1855 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1856 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1857                               unsigned int length);
1858
1859 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1860                                 struct page *page);
1861 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1862                           struct bdi_writeback *wb);
1863 int set_page_dirty(struct page *page);
1864 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1865 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1866 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1867 {
1868         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1869         if (PageDirty(page))
1870                 __cancel_dirty_page(page);
1871 }
1872 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1873
1874 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1875
1876 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1877                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1878                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1879                 bool need_rmap_locks);
1880
1881 /*
1882  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1883  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1884  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1885  * time.
1886  */
1887 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1888 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1889 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1890 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1891 /* Whether this change is for write protecting */
1892 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1893 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1894 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1895                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1896
1897 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1898                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1899                               unsigned long cp_flags);
1900 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1901                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1902                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1903
1904 /*
1905  * doesn't attempt to fault and will return short.
1906  */
1907 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1908                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1909 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1910                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1911
1912 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1913                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1914 {
1915         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1916 }
1917 /*
1918  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1919  */
1920 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1921 {
1922         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1923
1924 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1925         /*
1926          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1927          * But it's never be expected number for users.
1928          */
1929         if (val < 0)
1930                 val = 0;
1931 #endif
1932         return (unsigned long)val;
1933 }
1934
1935 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1936
1937 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1938 {
1939         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1940
1941         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1942 }
1943
1944 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1945 {
1946         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1947
1948         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1949 }
1950
1951 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1952 {
1953         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1954
1955         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1956 }
1957
1958 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1959 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1960 {
1961         if (PageSwapBacked(page))
1962                 return MM_SHMEMPAGES;
1963         return MM_FILEPAGES;
1964 }
1965
1966 static inline int mm_counter(struct page *page)
1967 {
1968         if (PageAnon(page))
1969                 return MM_ANONPAGES;
1970         return mm_counter_file(page);
1971 }
1972
1973 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1974 {
1975         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1976                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1977                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1978 }
1979
1980 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1981 {
1982         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1983 }
1984
1985 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1986 {
1987         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1988 }
1989
1990 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1991 {
1992         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1993
1994         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1995                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1996 }
1997
1998 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1999 {
2000         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2001                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2002 }
2003
2004 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2005 {
2006         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2007 }
2008
2009 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2010                                          struct mm_struct *mm)
2011 {
2012         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2013
2014         if (*maxrss < hiwater_rss)
2015                 *maxrss = hiwater_rss;
2016 }
2017
2018 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2019 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2020 #else
2021 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2022 {
2023 }
2024 #endif
2025
2026 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2027 static inline int pte_special(pte_t pte)
2028 {
2029         return 0;
2030 }
2031
2032 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2033 {
2034         return pte;
2035 }
2036 #endif
2037
2038 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2039 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2040 {
2041         return 0;
2042 }
2043 #endif
2044
2045 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2046
2047 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2048                                spinlock_t **ptl);
2049 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2050                                     spinlock_t **ptl)
2051 {
2052         pte_t *ptep;
2053         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2054         return ptep;
2055 }
2056
2057 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2058 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2059                                                 unsigned long address)
2060 {
2061         return 0;
2062 }
2063 #else
2064 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2065 #endif
2066
2067 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2068 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2069                                                 unsigned long address)
2070 {
2071         return 0;
2072 }
2073 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2074 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2075
2076 #else
2077 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2078
2079 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2080 {
2081         if (mm_pud_folded(mm))
2082                 return;
2083         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2084 }
2085
2086 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2087 {
2088         if (mm_pud_folded(mm))
2089                 return;
2090         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2091 }
2092 #endif
2093
2094 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2095 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2096                                                 unsigned long address)
2097 {
2098         return 0;
2099 }
2100
2101 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2102 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2103
2104 #else
2105 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2106
2107 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2108 {
2109         if (mm_pmd_folded(mm))
2110                 return;
2111         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2112 }
2113
2114 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2115 {
2116         if (mm_pmd_folded(mm))
2117                 return;
2118         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2119 }
2120 #endif
2121
2122 #ifdef CONFIG_MMU
2123 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2124 {
2125         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2126 }
2127
2128 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2129 {
2130         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2131 }
2132
2133 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2134 {
2135         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2136 }
2137
2138 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2139 {
2140         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2141 }
2142 #else
2143
2144 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2145 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2146 {
2147         return 0;
2148 }
2149
2150 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2151 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2152 #endif
2153
2154 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2155 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2156
2157 #if defined(CONFIG_MMU)
2158
2159 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2160                 unsigned long address)
2161 {
2162         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2163                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2164 }
2165
2166 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2167                 unsigned long address)
2168 {
2169         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2170                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2171 }
2172
2173 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2174 {
2175         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2176                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2177 }
2178 #endif /* CONFIG_MMU */
2179
2180 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2181 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2182 void __init ptlock_cache_init(void);
2183 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2184 extern void ptlock_free(struct page *page);
2185
2186 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2187 {
2188         return page->ptl;
2189 }
2190 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2191 static inline void ptlock_cache_init(void)
2192 {
2193 }
2194
2195 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2196 {
2197         return true;
2198 }
2199
2200 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2201 {
2202 }
2203
2204 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2205 {
2206         return &page->ptl;
2207 }
2208 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2209
2210 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2211 {
2212         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2213 }
2214
2215 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2216 {
2217         /*
2218          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2219          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2220          *
2221          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2222          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2223          */
2224         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2225         if (!ptlock_alloc(page))
2226                 return false;
2227         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2228         return true;
2229 }
2230
2231 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2232 /*
2233  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2234  */
2235 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2236 {
2237         return &mm->page_table_lock;
2238 }
2239 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2240 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2241 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2242 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2243
2244 static inline void pgtable_init(void)
2245 {
2246         ptlock_cache_init();
2247         pgtable_cache_init();
2248 }
2249
2250 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2251 {
2252         if (!ptlock_init(page))
2253                 return false;
2254         __SetPageTable(page);
2255         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2256         return true;
2257 }
2258
2259 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2260 {
2261         ptlock_free(page);
2262         __ClearPageTable(page);
2263         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2264 }
2265
2266 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2267 ({                                                      \
2268         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2269         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2270         *(ptlp) = __ptl;                                \
2271         spin_lock(__ptl);                               \
2272         __pte;                                          \
2273 })
2274
2275 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2276         spin_unlock(ptl);                               \
2277         pte_unmap(pte);                                 \
2278 } while (0)
2279
2280 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2281
2282 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2283         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2284
2285 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2286         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2287                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2288
2289 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2290         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2291                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2292
2293 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2294
2295 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2296 {
2297         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2298         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2299 }
2300
2301 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2302 {
2303         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2304 }
2305
2306 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2307 {
2308 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2309         page->pmd_huge_pte = NULL;
2310 #endif
2311         return ptlock_init(page);
2312 }
2313
2314 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2315 {
2316 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2317         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2318 #endif
2319         ptlock_free(page);
2320 }
2321
2322 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2323
2324 #else
2325
2326 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2327 {
2328         return &mm->page_table_lock;
2329 }
2330
2331 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2332 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2333
2334 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2335
2336 #endif
2337
2338 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2339 {
2340         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2341         spin_lock(ptl);
2342         return ptl;
2343 }
2344
2345 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2346 {
2347         if (!pmd_ptlock_init(page))
2348                 return false;
2349         __SetPageTable(page);
2350         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2351         return true;
2352 }
2353
2354 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2355 {
2356         pmd_ptlock_free(page);
2357         __ClearPageTable(page);
2358         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2363  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2364  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2365  * which need to be converted from page_table_lock.
2366  */
2367 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2368 {
2369         return &mm->page_table_lock;
2370 }
2371
2372 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2373 {
2374         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2375
2376         spin_lock(ptl);
2377         return ptl;
2378 }
2379
2380 extern void __init pagecache_init(void);
2381 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2382 extern void free_initmem(void);
2383
2384 /*
2385  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2386  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2387  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2388  * Return pages freed into the buddy system.
2389  */
2390 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2391                                         int poison, const char *s);
2392
2393 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2394 extern void mem_init_print_info(void);
2395
2396 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2397
2398 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2399 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2400 {
2401         ClearPageReserved(page);
2402         init_page_count(page);
2403         __free_page(page);
2404         adjust_managed_page_count(page, 1);
2405 }
2406 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2407
2408 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2409 {
2410         SetPageReserved(page);
2411         adjust_managed_page_count(page, -1);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2416  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2417  * range [0, UCHAR_MAX].
2418  * Return pages freed into the buddy system.
2419  */
2420 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2421 {
2422         extern char __init_begin[], __init_end[];
2423
2424         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2425                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2426 }
2427
2428 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2429 {
2430         int nid;
2431         unsigned long phys_pages = 0;
2432
2433         for_each_online_node(nid)
2434                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2435
2436         return phys_pages;
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2441  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2442  * architecture independent manner.
2443  *
2444  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2445  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2446  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2447  * usage, an architecture is expected to do something like
2448  *
2449  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2450  *                                                       max_highmem_pfn};
2451  * for_each_valid_physical_page_range()
2452  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2453  * free_area_init(max_zone_pfns);
2454  */
2455 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2456 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2457 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2458                                                 unsigned long end_pfn);
2459 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2460                                                 unsigned long end_pfn);
2461 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2462                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2463 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2464
2465 #ifndef CONFIG_NUMA
2466 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2467 {
2468         return 0;
2469 }
2470 #else
2471 /* please see mm/page_alloc.c */
2472 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2473 #endif
2474
2475 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2476 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2477                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2478                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2479 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2480 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2481 extern void mem_init(void);
2482 extern void __init mmap_init(void);
2483 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2484 extern long si_mem_available(void);
2485 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2486 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2487 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2488 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2489 #endif
2490
2491 extern __printf(3, 4)
2492 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2493
2494 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2495
2496 /* page_alloc.c */
2497 extern int min_free_kbytes;
2498 extern int watermark_boost_factor;
2499 extern int watermark_scale_factor;
2500 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2501
2502 /* nommu.c */
2503 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2504 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2505
2506 /* interval_tree.c */
2507 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2508                               struct rb_root_cached *root);
2509 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2510                                     struct vm_area_struct *prev,
2511                                     struct rb_root_cached *root);
2512 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2513                               struct rb_root_cached *root);
2514 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2515                                 unsigned long start, unsigned long last);
2516 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2517                                 unsigned long start, unsigned long last);
2518
2519 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2520         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2521              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2522
2523 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2524                                    struct rb_root_cached *root);
2525 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2526                                    struct rb_root_cached *root);
2527 struct anon_vma_chain *
2528 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2529                                   unsigned long start, unsigned long last);
2530 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2531         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2532 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2533 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2534 #endif
2535
2536 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2537         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2538              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2539
2540 /* mmap.c */
2541 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2542 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2543         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2544         struct vm_area_struct *expand);
2545 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2546         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2547 {
2548         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2549 }
2550 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2551         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2552         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2553         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2554 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2555 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2556         unsigned long addr, int new_below);
2557 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2558         unsigned long addr, int new_below);
2559 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2560 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2561         struct rb_node **, struct rb_node *);
2562 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2563 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2564         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2565         bool *need_rmap_locks);
2566 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2567
2568 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2569                                     unsigned long new,
2570                                     unsigned long start,
2571                                     unsigned long end_data,
2572                                     unsigned long start_data)
2573 {
2574         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2575                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2576                         return -ENOSPC;
2577         }
2578
2579         return 0;
2580 }
2581
2582 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2583 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2584
2585 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2586 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2587 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2588
2589 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2590 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2591
2592 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2593                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2594 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2595                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2596                                    unsigned long flags,
2597                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2598 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2599 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2600                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2601                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2602
2603 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2604
2605 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2606
2607 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2608         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2609         struct list_head *uf);
2610 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2611         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2612         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2613 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2614                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2615 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2616                      struct list_head *uf);
2617 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2618
2619 #ifdef CONFIG_MMU
2620 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2621                          int ignore_errors);
2622 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2623 {
2624         /* Ignore errors */
2625         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2626 }
2627 #else
2628 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2629 #endif
2630
2631 /* These take the mm semaphore themselves */
2632 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2633 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2634 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2635 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2636         unsigned long, unsigned long,
2637         unsigned long, unsigned long);
2638
2639 struct vm_unmapped_area_info {
2640 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2641         unsigned long flags;
2642         unsigned long length;
2643         unsigned long low_limit;
2644         unsigned long high_limit;
2645         unsigned long align_mask;
2646         unsigned long align_offset;
2647 };
2648
2649 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2650
2651 /* truncate.c */
2652 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2653 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2654                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2655 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2656
2657 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2658 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2659 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2660                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2661 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2662
2663 /* mm/page-writeback.c */
2664 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2665 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2666
2667 extern unsigned long stack_guard_gap;
2668 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2669 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2670
2671 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2672 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2673                 unsigned long address);
2674 #if VM_GROWSUP
2675 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2676 #else
2677   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2678 #endif
2679
2680 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2681 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2682 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2683                                              struct vm_area_struct **pprev);
2684
2685 /**
2686  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2687  * @mm: The process address space.
2688  * @start_addr: The inclusive start user address.
2689  * @end_addr: The exclusive end user address.
2690  *
2691  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2692  * start_addr < end_addr.
2693  */
2694 static inline
2695 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2696                                              unsigned long start_addr,
2697                                              unsigned long end_addr)
2698 {
2699         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2700
2701         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2702                 vma = NULL;
2703         return vma;
2704 }
2705
2706 /**
2707  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2708  * @mm: The process address space.
2709  * @addr: The user address.
2710  *
2711  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2712  */
2713 static inline
2714 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2715 {
2716         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2717
2718         if (vma && addr < vma->vm_start)
2719                 vma = NULL;
2720
2721         return vma;
2722 }
2723
2724 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2725 {
2726         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2727
2728         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2729                 vm_start -= stack_guard_gap;
2730                 if (vm_start > vma->vm_start)
2731                         vm_start = 0;
2732         }
2733         return vm_start;
2734 }
2735
2736 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2737 {
2738         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2739
2740         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2741                 vm_end += stack_guard_gap;
2742                 if (vm_end < vma->vm_end)
2743                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2744         }
2745         return vm_end;
2746 }
2747
2748 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2749 {
2750         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2751 }
2752
2753 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2754 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2755                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2756 {
2757         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2758
2759         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2760                 vma = NULL;
2761
2762         return vma;
2763 }
2764
2765 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2766                                 unsigned long start, unsigned long end)
2767 {
2768         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2769 }
2770
2771 #ifdef CONFIG_MMU
2772 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2773 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2774 #else
2775 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2776 {
2777         return __pgprot(0);
2778 }
2779 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2780 {
2781         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2782 }
2783 #endif
2784
2785 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2786
2787 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2788 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2789                         unsigned long start, unsigned long end);
2790 #endif
2791
2792 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2793 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2794                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2795 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2796                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2797 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2798 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2799                         struct page **pages, unsigned long *num);
2800 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2801                                 unsigned long num);
2802 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2803                                 unsigned long num);
2804 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2805                         unsigned long pfn);
2806 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2807                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2808 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2809                         pfn_t pfn);
2810 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2811                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2812 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2813                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2814 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2815
2816 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2817                                 unsigned long addr, struct page *page)
2818 {
2819         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2820
2821         if (err == -ENOMEM)
2822                 return VM_FAULT_OOM;
2823         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2824                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2825
2826         return VM_FAULT_NOPAGE;
2827 }
2828
2829 #ifndef io_remap_pfn_range
2830 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2831                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2832                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2833 {
2834         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2835 }
2836 #endif
2837
2838 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2839 {
2840         if (err == -ENOMEM)
2841                 return VM_FAULT_OOM;
2842         return VM_FAULT_SIGBUS;
2843 }
2844
2845 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2846                          unsigned int foll_flags);
2847
2848 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2849 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2850 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2851 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2852 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2853 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2854                                  * and return without waiting upon it */
2855 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2856 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2857 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2858 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2859 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2860 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2861 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2862 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2863 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2864 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2865 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2866 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2867 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2868
2869 /*
2870  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2871  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2872  *
2873  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2874  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2875  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2876  *
2877  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2878  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2879  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2880  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2881  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2882  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2883  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2884  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2885  *
2886  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2887  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2888  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2889  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2890  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2891  *
2892  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2893  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2894  * FOLL_LONGTERM is specified.
2895  *
2896  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2897  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2898  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2899  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2900  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2901  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2902  * a call to unpin_user_page().
2903  *
2904  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2905  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2906  * its own acquire and release mechanisms:
2907  *
2908  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2909  *
2910  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2911  *
2912  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2913  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2914  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2915  * callers, not on the pages.)
2916  *
2917  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2918  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2919  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2920  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2921  *
2922  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2923  */
2924
2925 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2926 {
2927         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2928                 return -ENOMEM;
2929         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2930                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2931         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2932                 return -EFAULT;
2933         return 0;
2934 }
2935
2936 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2937 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2938                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2939 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2940                                    unsigned long address, unsigned long size,
2941                                    pte_fn_t fn, void *data);
2942
2943 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2944 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2945 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2946 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2947 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2948 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2949 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2950 {
2951         return _page_poisoning_enabled_early;
2952 }
2953 /*
2954  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2955  * false negative result is not harmful when called too early.
2956  */
2957 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2958 {
2959         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2960 }
2961 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2962 {
2963         if (page_poisoning_enabled_static())
2964                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2965 }
2966 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2967 {
2968         if (page_poisoning_enabled_static())
2969                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2970 }
2971 #else
2972 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2973 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2974 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2975 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2976 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2977 #endif
2978
2979 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2980 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2981 {
2982         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2983                                 &init_on_alloc))
2984                 return true;
2985         return flags & __GFP_ZERO;
2986 }
2987
2988 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2989 static inline bool want_init_on_free(void)
2990 {
2991         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2992                                    &init_on_free);
2993 }
2994
2995 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2996 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2997
2998 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2999 {
3000         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3001                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3002 }
3003
3004 /*
3005  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3006  * false negative result is not harmful when called too early.
3007  */
3008 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3009 {
3010         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3011                 return false;
3012
3013         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3014 }
3015
3016 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3017 /*
3018  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3019  * __kernel_map_pages() never fails
3020  */
3021 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3022
3023 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3024 {
3025         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3026                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3027 }
3028
3029 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3030 {
3031         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3032                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3033 }
3034 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3035 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3036 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3037 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3038
3039 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3040 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3041 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3042 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3043 #else
3044 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3045 {
3046         return NULL;
3047 }
3048 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3049 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3050 {
3051         return 0;
3052 }
3053 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3054
3055 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3056
3057 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3058 extern int sysctl_drop_caches;
3059 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3060                 loff_t *);
3061 #endif
3062
3063 void drop_slab(void);
3064 void drop_slab_node(int nid);
3065
3066 #ifndef CONFIG_MMU
3067 #define randomize_va_space 0
3068 #else
3069 extern int randomize_va_space;
3070 #endif
3071
3072 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3073 #ifdef CONFIG_MMU
3074 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3075 #else
3076 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3077 {
3078 }
3079 #endif
3080
3081 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3082                        unsigned long reuse);
3083 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3084                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3085
3086 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3087 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3088                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3089 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3090 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3091 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3092 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3093 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3094                             struct vmem_altmap *altmap);
3095 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3096 struct vmem_altmap;
3097 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3098                               struct vmem_altmap *altmap);
3099 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3100 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3101                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3102 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3103                 struct vmem_altmap *altmap);
3104 void vmemmap_populate_print_last(void);
3105 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3106 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3107                 struct vmem_altmap *altmap);
3108 #endif
3109 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3110                                   unsigned long nr_pages);
3111
3112 enum mf_flags {
3113         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3114         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3115         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3116         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3117 };
3118 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3119 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3120 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3121 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3122 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3123 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3124 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3125 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3126 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3127
3128
3129 /*
3130  * Error handlers for various types of pages.
3131  */
3132 enum mf_result {
3133         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3134         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3135         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3136         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3137 };
3138
3139 enum mf_action_page_type {
3140         MF_MSG_KERNEL,
3141         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3142         MF_MSG_SLAB,
3143         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3144         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3145         MF_MSG_HUGE,
3146         MF_MSG_FREE_HUGE,
3147         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3148         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3149         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3150         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3151         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3152         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3153         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3154         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3155         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3156         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3157         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3158         MF_MSG_BUDDY,
3159         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3160         MF_MSG_DAX,
3161         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3162         MF_MSG_UNKNOWN,
3163 };
3164
3165 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3166 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3167                             unsigned long addr_hint,
3168                             unsigned int pages_per_huge_page);
3169 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3170                                 unsigned long addr_hint,
3171                                 struct vm_area_struct *vma,
3172                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3173 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3174                                 const void __user *usr_src,
3175                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3176                                 bool allow_pagefault);
3177
3178 /**
3179  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3180  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3181  *
3182  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3183  * the definition in vm_normal_page().
3184  *
3185  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3186  * false otherwise.
3187  */
3188 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3189 {
3190         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3191                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3192 }
3193
3194 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3195
3196 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3197 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3198 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3199
3200 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3201 {
3202         return _debug_guardpage_minorder;
3203 }
3204
3205 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3206 {
3207         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3208 }
3209
3210 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3211 {
3212         if (!debug_guardpage_enabled())
3213                 return false;
3214
3215         return PageGuard(page);
3216 }
3217 #else
3218 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3219 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3220 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3221 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3222
3223 #if MAX_NUMNODES > 1
3224 void __init setup_nr_node_ids(void);
3225 #else
3226 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3227 #endif
3228
3229 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3230
3231 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3232 {
3233         return !memcmp_pages(page1, page2);
3234 }
3235
3236 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3237 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3238                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3239                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3240                                                 unsigned long *bitmap,
3241                                                 pgoff_t *start,
3242                                                 pgoff_t *end);
3243
3244 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3245                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3246 #endif
3247
3248 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3249
3250 #ifdef CONFIG_PRINTK
3251 void mem_dump_obj(void *object);
3252 #else
3253 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3254 #endif
3255
3256 /**
3257  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3258  * @seals: the seals to check
3259  * @vma: the vma to operate on
3260  *
3261  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3262  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3263  */
3264 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3265 {
3266         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3267                 /*
3268                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3269                  * "future write" seal active.
3270                  */
3271                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3272                         return -EPERM;
3273
3274                 /*
3275                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3276                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3277                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3278                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3279                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3280                  */
3281                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3282                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3283         }
3284
3285         return 0;
3286 }
3287
3288 #endif /* __KERNEL__ */
3289 #endif /* _LINUX_MM_H */