Merge branch 'akpm' (patches from Andrew)
[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 struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1220                                     unsigned int flags);
1221
1222 struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs);
1223
1224 static inline void put_page(struct page *page)
1225 {
1226         page = compound_head(page);
1227
1228         /*
1229          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1230          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1231          * need to inform the device driver through callback. See
1232          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1233          */
1234         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1235                 put_devmap_managed_page(page);
1236                 return;
1237         }
1238
1239         if (put_page_testzero(page))
1240                 __put_page(page);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1245  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1246  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1247  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1248  *
1249  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1250  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1251  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1252  *
1253  * Choice of value:
1254  *
1255  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1256  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1257  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1258  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1259  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1260  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1261  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1262  *
1263  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1264  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1265  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1266  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1267  * issue.
1268  *
1269  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1270  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1271  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1272  * table entries.
1273  */
1274 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1275
1276 void unpin_user_page(struct page *page);
1277 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1278                                  bool make_dirty);
1279 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1280                                       bool make_dirty);
1281 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1282
1283 /**
1284  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1285  * @page: The page.
1286  *
1287  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1288  * a function in the pin_user_pages() family.
1289  *
1290  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1291  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1292  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1293  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1294  *
1295  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1296  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1297  * deal gracefully with a false positive.
1298  *
1299  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1300  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1301  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1302  * scheme).
1303  *
1304  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1305  *
1306  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1307  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1308  */
1309 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1310 {
1311         if (hpage_pincount_available(page))
1312                 return compound_pincount(page) > 0;
1313
1314         /*
1315          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1316          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1317          * further incrementing the refcount.
1318          *
1319          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1320          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1321          */
1322         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1323                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1324 }
1325
1326 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1327 {
1328         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1333  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1334  */
1335 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1336                                           struct page *page)
1337 {
1338         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1339                 return false;
1340
1341         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1342                 return false;
1343
1344         return page_maybe_dma_pinned(page);
1345 }
1346
1347 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1348 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1349 #endif
1350
1351 /*
1352  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1353  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1354  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1355  * node id available in page flags.
1356  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1357  * pages in a zone.
1358  */
1359 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1360 {
1361         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1362 }
1363
1364 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1365 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1366 #else
1367 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1368 {
1369         struct page *p = (struct page *)page;
1370
1371         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1372 }
1373 #endif
1374
1375 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1376 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1377 {
1378         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1379 }
1380
1381 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1382 {
1383         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1384 }
1385
1386 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1387 {
1388         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1389 }
1390
1391 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1392 {
1393         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1394 }
1395
1396 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1397 {
1398         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1399 }
1400
1401 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1402 {
1403         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1404 }
1405
1406 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1407 {
1408         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1409 }
1410
1411 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1412 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1413 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1414 {
1415         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1416 }
1417
1418 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1419 {
1420         return page->_last_cpupid;
1421 }
1422 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1423 {
1424         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1425 }
1426 #else
1427 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1428 {
1429         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1430 }
1431
1432 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1433
1434 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1435 {
1436         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1437 }
1438 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1439 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1440 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1441 {
1442         return page_to_nid(page); /* XXX */
1443 }
1444
1445 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1446 {
1447         return page_to_nid(page); /* XXX */
1448 }
1449
1450 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1451 {
1452         return -1;
1453 }
1454
1455 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1456 {
1457         return -1;
1458 }
1459
1460 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1461 {
1462         return -1;
1463 }
1464
1465 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1466 {
1467         return -1;
1468 }
1469
1470 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1471 {
1472         return true;
1473 }
1474
1475 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1476 {
1477 }
1478
1479 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1480 {
1481         return false;
1482 }
1483 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1484
1485 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1486
1487 /*
1488  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1489  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1490  * value 0x00 maps to 0xff.
1491  */
1492
1493 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1494 {
1495         u8 tag = 0xff;
1496
1497         if (kasan_enabled()) {
1498                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1499                 tag ^= 0xff;
1500         }
1501
1502         return tag;
1503 }
1504
1505 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1506 {
1507         if (kasan_enabled()) {
1508                 tag ^= 0xff;
1509                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1510                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1511         }
1512 }
1513
1514 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1515 {
1516         if (kasan_enabled())
1517                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1518 }
1519
1520 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1521
1522 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1523 {
1524         return 0xff;
1525 }
1526
1527 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1528 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1529
1530 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1531
1532 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1533 {
1534         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1535 }
1536
1537 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1538 {
1539         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1540 }
1541
1542 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1543 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1544 {
1545         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1546         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1547 }
1548
1549 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1550 {
1551         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1552 }
1553 #endif
1554
1555 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1556 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1557 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1558 {
1559         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1560                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1561 }
1562 #else
1563 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1564 {
1565         return true;
1566 }
1567 #endif
1568
1569 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1570 {
1571         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1572         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1573 }
1574
1575 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1576 {
1577         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1578         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1579 }
1580
1581 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1582         unsigned long node, unsigned long pfn)
1583 {
1584         set_page_zone(page, zone);
1585         set_page_node(page, node);
1586 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1587         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1588 #endif
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1593  */
1594 #include <linux/vmstat.h>
1595
1596 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1597 {
1598         return page_to_virt(page);
1599 }
1600
1601 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1602 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1603 #endif
1604
1605 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1606 static inline void *page_address(const struct page *page)
1607 {
1608         return page->virtual;
1609 }
1610 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1611 {
1612         page->virtual = address;
1613 }
1614 #define page_address_init()  do { } while(0)
1615 #endif
1616
1617 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1618 void *page_address(const struct page *page);
1619 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1620 void page_address_init(void);
1621 #endif
1622
1623 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1624 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1625 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1626 #define page_address_init()  do { } while(0)
1627 #endif
1628
1629 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1630 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1631 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1632
1633 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1634
1635 static inline
1636 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1637 {
1638         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1639                 return __page_file_mapping(page);
1640
1641         return page->mapping;
1642 }
1643
1644 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1645
1646 /*
1647  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1648  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1649  */
1650 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1651 {
1652         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1653                 return __page_file_index(page);
1654         return page->index;
1655 }
1656
1657 bool page_mapped(struct page *page);
1658 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1659
1660 /*
1661  * Return true only if the page has been allocated with
1662  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1663  * met implying that the system is under some pressure.
1664  */
1665 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1666 {
1667         /*
1668          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1669          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1670          * they do not need to preserve that information.
1671          */
1672         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1677  * page.
1678  */
1679 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1680 {
1681         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1682 }
1683
1684 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1685 {
1686         page->lru.next = NULL;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1691  */
1692 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1693
1694 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1695 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1696
1697 /*
1698  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1699  * various contexts.
1700  */
1701 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1702
1703 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1704
1705 #ifdef CONFIG_MMU
1706 extern bool can_do_mlock(void);
1707 #else
1708 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1709 #endif
1710 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1711 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1712
1713 /*
1714  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1715  */
1716 struct zap_details {
1717         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1718         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1719         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1720         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1721 };
1722
1723 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1724                              pte_t pte);
1725 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1726                                 pmd_t pmd);
1727
1728 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1729                   unsigned long size);
1730 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1731                     unsigned long size);
1732 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1733                 unsigned long start, unsigned long end);
1734
1735 struct mmu_notifier_range;
1736
1737 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1738                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1739 int
1740 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1741 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1742                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1743                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1744 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1745                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1746 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1747         unsigned long *pfn);
1748 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1749                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1750 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1751                         void *buf, int len, int write);
1752
1753 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1754 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1755 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1756 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1757 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1758 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1759 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1760
1761 #ifdef CONFIG_MMU
1762 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1763                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1764                                   struct pt_regs *regs);
1765 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1766                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1767                             bool *unlocked);
1768 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1769 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1770                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1771 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1772                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1773 #else
1774 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1775                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1776                                          struct pt_regs *regs)
1777 {
1778         /* should never happen if there's no MMU */
1779         BUG();
1780         return VM_FAULT_SIGBUS;
1781 }
1782 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1783                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1784 {
1785         /* should never happen if there's no MMU */
1786         BUG();
1787         return -EFAULT;
1788 }
1789 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1790 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1791                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1792 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1793                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1794 #endif
1795
1796 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1797                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1798 {
1799         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1800 }
1801
1802 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1803                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1804 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1805                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1806 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1807                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1808
1809 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1810                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1811                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1812                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1813 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1814                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1815                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1816                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1817 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1818                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1819                             struct vm_area_struct **vmas);
1820 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1821                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1822                     struct vm_area_struct **vmas);
1823 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1824                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1825 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1826                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1827 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1828                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1829 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1830                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1831
1832 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1833                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1834 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1835                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1836
1837 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1838 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1839                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1840
1841 struct kvec;
1842 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1843                         struct page **pages);
1844 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1845
1846 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1847 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1848                               unsigned int length);
1849
1850 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1851                                 struct page *page);
1852 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1853                           struct bdi_writeback *wb);
1854 int set_page_dirty(struct page *page);
1855 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1856 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1857 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1858 {
1859         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1860         if (PageDirty(page))
1861                 __cancel_dirty_page(page);
1862 }
1863 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1864
1865 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1866
1867 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1868                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1869                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1870                 bool need_rmap_locks);
1871
1872 /*
1873  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1874  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1875  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1876  * time.
1877  */
1878 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1879 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1880 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1881 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1882 /* Whether this change is for write protecting */
1883 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1884 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1885 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1886                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1887
1888 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1889                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1890                               unsigned long cp_flags);
1891 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1892                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1893                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1894
1895 /*
1896  * doesn't attempt to fault and will return short.
1897  */
1898 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1899                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1900 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1901                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1902
1903 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1904                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1905 {
1906         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1907 }
1908 /*
1909  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1910  */
1911 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1912 {
1913         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1914
1915 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1916         /*
1917          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1918          * But it's never be expected number for users.
1919          */
1920         if (val < 0)
1921                 val = 0;
1922 #endif
1923         return (unsigned long)val;
1924 }
1925
1926 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1927
1928 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1929 {
1930         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1931
1932         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1933 }
1934
1935 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1936 {
1937         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1938
1939         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1940 }
1941
1942 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1943 {
1944         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1945
1946         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1947 }
1948
1949 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1950 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1951 {
1952         if (PageSwapBacked(page))
1953                 return MM_SHMEMPAGES;
1954         return MM_FILEPAGES;
1955 }
1956
1957 static inline int mm_counter(struct page *page)
1958 {
1959         if (PageAnon(page))
1960                 return MM_ANONPAGES;
1961         return mm_counter_file(page);
1962 }
1963
1964 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1965 {
1966         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1967                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1968                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1969 }
1970
1971 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1972 {
1973         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1974 }
1975
1976 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1977 {
1978         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1979 }
1980
1981 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1982 {
1983         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1984
1985         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1986                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1987 }
1988
1989 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1990 {
1991         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1992                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1993 }
1994
1995 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1996 {
1997         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1998 }
1999
2000 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2001                                          struct mm_struct *mm)
2002 {
2003         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2004
2005         if (*maxrss < hiwater_rss)
2006                 *maxrss = hiwater_rss;
2007 }
2008
2009 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2010 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2011 #else
2012 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2013 {
2014 }
2015 #endif
2016
2017 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2018 static inline int pte_special(pte_t pte)
2019 {
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2024 {
2025         return pte;
2026 }
2027 #endif
2028
2029 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2030 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2031 {
2032         return 0;
2033 }
2034 #endif
2035
2036 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2037
2038 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2039                                spinlock_t **ptl);
2040 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2041                                     spinlock_t **ptl)
2042 {
2043         pte_t *ptep;
2044         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2045         return ptep;
2046 }
2047
2048 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2049 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2050                                                 unsigned long address)
2051 {
2052         return 0;
2053 }
2054 #else
2055 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2056 #endif
2057
2058 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2059 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2060                                                 unsigned long address)
2061 {
2062         return 0;
2063 }
2064 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2065 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2066
2067 #else
2068 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2069
2070 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2071 {
2072         if (mm_pud_folded(mm))
2073                 return;
2074         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2075 }
2076
2077 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2078 {
2079         if (mm_pud_folded(mm))
2080                 return;
2081         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2082 }
2083 #endif
2084
2085 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2086 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2087                                                 unsigned long address)
2088 {
2089         return 0;
2090 }
2091
2092 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2093 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2094
2095 #else
2096 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2097
2098 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2099 {
2100         if (mm_pmd_folded(mm))
2101                 return;
2102         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2103 }
2104
2105 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2106 {
2107         if (mm_pmd_folded(mm))
2108                 return;
2109         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2110 }
2111 #endif
2112
2113 #ifdef CONFIG_MMU
2114 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2115 {
2116         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2117 }
2118
2119 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2120 {
2121         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2122 }
2123
2124 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2125 {
2126         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2127 }
2128
2129 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2130 {
2131         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2132 }
2133 #else
2134
2135 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2136 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2137 {
2138         return 0;
2139 }
2140
2141 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2142 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2143 #endif
2144
2145 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2146 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2147
2148 #if defined(CONFIG_MMU)
2149
2150 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2151                 unsigned long address)
2152 {
2153         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2154                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2155 }
2156
2157 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2158                 unsigned long address)
2159 {
2160         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2161                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2162 }
2163
2164 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2165 {
2166         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2167                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2168 }
2169 #endif /* CONFIG_MMU */
2170
2171 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2172 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2173 void __init ptlock_cache_init(void);
2174 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2175 extern void ptlock_free(struct page *page);
2176
2177 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2178 {
2179         return page->ptl;
2180 }
2181 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2182 static inline void ptlock_cache_init(void)
2183 {
2184 }
2185
2186 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2187 {
2188         return true;
2189 }
2190
2191 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2192 {
2193 }
2194
2195 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2196 {
2197         return &page->ptl;
2198 }
2199 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2200
2201 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2202 {
2203         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2204 }
2205
2206 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2207 {
2208         /*
2209          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2210          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2211          *
2212          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2213          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2214          */
2215         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2216         if (!ptlock_alloc(page))
2217                 return false;
2218         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2219         return true;
2220 }
2221
2222 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2223 /*
2224  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2225  */
2226 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2227 {
2228         return &mm->page_table_lock;
2229 }
2230 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2231 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2232 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2233 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2234
2235 static inline void pgtable_init(void)
2236 {
2237         ptlock_cache_init();
2238         pgtable_cache_init();
2239 }
2240
2241 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2242 {
2243         if (!ptlock_init(page))
2244                 return false;
2245         __SetPageTable(page);
2246         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2247         return true;
2248 }
2249
2250 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2251 {
2252         ptlock_free(page);
2253         __ClearPageTable(page);
2254         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2255 }
2256
2257 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2258 ({                                                      \
2259         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2260         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2261         *(ptlp) = __ptl;                                \
2262         spin_lock(__ptl);                               \
2263         __pte;                                          \
2264 })
2265
2266 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2267         spin_unlock(ptl);                               \
2268         pte_unmap(pte);                                 \
2269 } while (0)
2270
2271 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2272
2273 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2274         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2275
2276 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2277         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2278                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2279
2280 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2281         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2282                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2283
2284 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2285
2286 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2287 {
2288         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2289         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2290 }
2291
2292 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2293 {
2294         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2295 }
2296
2297 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2298 {
2299 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2300         page->pmd_huge_pte = NULL;
2301 #endif
2302         return ptlock_init(page);
2303 }
2304
2305 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2306 {
2307 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2308         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2309 #endif
2310         ptlock_free(page);
2311 }
2312
2313 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2314
2315 #else
2316
2317 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2318 {
2319         return &mm->page_table_lock;
2320 }
2321
2322 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2323 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2324
2325 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2326
2327 #endif
2328
2329 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2330 {
2331         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2332         spin_lock(ptl);
2333         return ptl;
2334 }
2335
2336 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2337 {
2338         if (!pmd_ptlock_init(page))
2339                 return false;
2340         __SetPageTable(page);
2341         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2342         return true;
2343 }
2344
2345 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2346 {
2347         pmd_ptlock_free(page);
2348         __ClearPageTable(page);
2349         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2354  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2355  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2356  * which need to be converted from page_table_lock.
2357  */
2358 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2359 {
2360         return &mm->page_table_lock;
2361 }
2362
2363 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2364 {
2365         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2366
2367         spin_lock(ptl);
2368         return ptl;
2369 }
2370
2371 extern void __init pagecache_init(void);
2372 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2373 extern void free_initmem(void);
2374
2375 /*
2376  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2377  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2378  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2379  * Return pages freed into the buddy system.
2380  */
2381 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2382                                         int poison, const char *s);
2383
2384 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2385 extern void mem_init_print_info(void);
2386
2387 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2388
2389 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2390 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2391 {
2392         ClearPageReserved(page);
2393         init_page_count(page);
2394         __free_page(page);
2395         adjust_managed_page_count(page, 1);
2396 }
2397 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2398
2399 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2400 {
2401         SetPageReserved(page);
2402         adjust_managed_page_count(page, -1);
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2407  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2408  * range [0, UCHAR_MAX].
2409  * Return pages freed into the buddy system.
2410  */
2411 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2412 {
2413         extern char __init_begin[], __init_end[];
2414
2415         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2416                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2417 }
2418
2419 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2420 {
2421         int nid;
2422         unsigned long phys_pages = 0;
2423
2424         for_each_online_node(nid)
2425                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2426
2427         return phys_pages;
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2432  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2433  * architecture independent manner.
2434  *
2435  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2436  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2437  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2438  * usage, an architecture is expected to do something like
2439  *
2440  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2441  *                                                       max_highmem_pfn};
2442  * for_each_valid_physical_page_range()
2443  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2444  * free_area_init(max_zone_pfns);
2445  */
2446 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2447 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2448 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2449                                                 unsigned long end_pfn);
2450 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2451                                                 unsigned long end_pfn);
2452 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2453                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2454 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2455
2456 #ifndef CONFIG_NUMA
2457 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2458 {
2459         return 0;
2460 }
2461 #else
2462 /* please see mm/page_alloc.c */
2463 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2464 #endif
2465
2466 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2467 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2468                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2469                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2470 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2471 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2472 extern void mem_init(void);
2473 extern void __init mmap_init(void);
2474 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2475 extern long si_mem_available(void);
2476 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2477 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2478 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2479 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2480 #endif
2481
2482 extern __printf(3, 4)
2483 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2484
2485 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2486
2487 /* page_alloc.c */
2488 extern int min_free_kbytes;
2489 extern int watermark_boost_factor;
2490 extern int watermark_scale_factor;
2491 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2492
2493 /* nommu.c */
2494 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2495 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2496
2497 /* interval_tree.c */
2498 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2499                               struct rb_root_cached *root);
2500 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2501                                     struct vm_area_struct *prev,
2502                                     struct rb_root_cached *root);
2503 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2504                               struct rb_root_cached *root);
2505 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2506                                 unsigned long start, unsigned long last);
2507 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2508                                 unsigned long start, unsigned long last);
2509
2510 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2511         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2512              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2513
2514 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2515                                    struct rb_root_cached *root);
2516 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2517                                    struct rb_root_cached *root);
2518 struct anon_vma_chain *
2519 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2520                                   unsigned long start, unsigned long last);
2521 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2522         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2523 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2524 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2525 #endif
2526
2527 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2528         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2529              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2530
2531 /* mmap.c */
2532 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2533 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2534         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2535         struct vm_area_struct *expand);
2536 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2537         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2538 {
2539         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2540 }
2541 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2542         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2543         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2544         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2545 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2546 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2547         unsigned long addr, int new_below);
2548 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2549         unsigned long addr, int new_below);
2550 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2551 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2552         struct rb_node **, struct rb_node *);
2553 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2554 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2555         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2556         bool *need_rmap_locks);
2557 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2558
2559 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2560                                     unsigned long new,
2561                                     unsigned long start,
2562                                     unsigned long end_data,
2563                                     unsigned long start_data)
2564 {
2565         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2566                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2567                         return -ENOSPC;
2568         }
2569
2570         return 0;
2571 }
2572
2573 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2574 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2575
2576 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2577 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2578 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2579
2580 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2581 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2582
2583 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2584                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2585 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2586                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2587                                    unsigned long flags,
2588                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2589 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2590 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2591                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2592                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2593
2594 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2595
2596 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2597
2598 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2599         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2600         struct list_head *uf);
2601 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2602         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2603         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2604 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2605                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2606 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2607                      struct list_head *uf);
2608 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2609
2610 #ifdef CONFIG_MMU
2611 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2612                          int ignore_errors);
2613 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2614 {
2615         /* Ignore errors */
2616         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2617 }
2618 #else
2619 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2620 #endif
2621
2622 /* These take the mm semaphore themselves */
2623 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2624 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2625 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2626 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2627         unsigned long, unsigned long,
2628         unsigned long, unsigned long);
2629
2630 struct vm_unmapped_area_info {
2631 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2632         unsigned long flags;
2633         unsigned long length;
2634         unsigned long low_limit;
2635         unsigned long high_limit;
2636         unsigned long align_mask;
2637         unsigned long align_offset;
2638 };
2639
2640 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2641
2642 /* truncate.c */
2643 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2644 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2645                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2646 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2647
2648 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2649 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2650 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2651                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2652 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2653
2654 /* mm/page-writeback.c */
2655 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2656 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2657
2658 extern unsigned long stack_guard_gap;
2659 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2660 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2661
2662 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2663 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2664                 unsigned long address);
2665 #if VM_GROWSUP
2666 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2667 #else
2668   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2669 #endif
2670
2671 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2672 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2673 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2674                                              struct vm_area_struct **pprev);
2675
2676 /**
2677  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2678  * @mm: The process address space.
2679  * @start_addr: The inclusive start user address.
2680  * @end_addr: The exclusive end user address.
2681  *
2682  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2683  * start_addr < end_addr.
2684  */
2685 static inline
2686 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2687                                              unsigned long start_addr,
2688                                              unsigned long end_addr)
2689 {
2690         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2691
2692         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2693                 vma = NULL;
2694         return vma;
2695 }
2696
2697 /**
2698  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2699  * @mm: The process address space.
2700  * @addr: The user address.
2701  *
2702  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2703  */
2704 static inline
2705 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2706 {
2707         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2708
2709         if (vma && addr < vma->vm_start)
2710                 vma = NULL;
2711
2712         return vma;
2713 }
2714
2715 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2716 {
2717         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2718
2719         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2720                 vm_start -= stack_guard_gap;
2721                 if (vm_start > vma->vm_start)
2722                         vm_start = 0;
2723         }
2724         return vm_start;
2725 }
2726
2727 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2728 {
2729         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2730
2731         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2732                 vm_end += stack_guard_gap;
2733                 if (vm_end < vma->vm_end)
2734                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2735         }
2736         return vm_end;
2737 }
2738
2739 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2740 {
2741         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2742 }
2743
2744 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2745 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2746                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2747 {
2748         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2749
2750         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2751                 vma = NULL;
2752
2753         return vma;
2754 }
2755
2756 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2757                                 unsigned long start, unsigned long end)
2758 {
2759         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2760 }
2761
2762 #ifdef CONFIG_MMU
2763 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2764 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2765 #else
2766 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2767 {
2768         return __pgprot(0);
2769 }
2770 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2771 {
2772         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2773 }
2774 #endif
2775
2776 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2777
2778 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2779 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2780                         unsigned long start, unsigned long end);
2781 #endif
2782
2783 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2784 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2785                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2786 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2787                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2788 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2789 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2790                         struct page **pages, unsigned long *num);
2791 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2792                                 unsigned long num);
2793 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2794                                 unsigned long num);
2795 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2796                         unsigned long pfn);
2797 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2798                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2799 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2800                         pfn_t pfn);
2801 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2802                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2803 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2804                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2805 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2806
2807 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2808                                 unsigned long addr, struct page *page)
2809 {
2810         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2811
2812         if (err == -ENOMEM)
2813                 return VM_FAULT_OOM;
2814         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2815                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2816
2817         return VM_FAULT_NOPAGE;
2818 }
2819
2820 #ifndef io_remap_pfn_range
2821 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2822                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2823                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2824 {
2825         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2826 }
2827 #endif
2828
2829 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2830 {
2831         if (err == -ENOMEM)
2832                 return VM_FAULT_OOM;
2833         return VM_FAULT_SIGBUS;
2834 }
2835
2836 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2837                          unsigned int foll_flags);
2838
2839 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2840 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2841 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2842 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2843 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2844 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2845                                  * and return without waiting upon it */
2846 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2847 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2848 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2849 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2850 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2851 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2852 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2853 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2854 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2855 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2856 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2857 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2858 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2859
2860 /*
2861  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2862  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2863  *
2864  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2865  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2866  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2867  *
2868  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2869  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2870  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2871  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2872  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2873  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2874  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2875  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2876  *
2877  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2878  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2879  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2880  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2881  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2882  *
2883  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2884  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2885  * FOLL_LONGTERM is specified.
2886  *
2887  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2888  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2889  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2890  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2891  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2892  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2893  * a call to unpin_user_page().
2894  *
2895  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2896  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2897  * its own acquire and release mechanisms:
2898  *
2899  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2900  *
2901  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2902  *
2903  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2904  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2905  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2906  * callers, not on the pages.)
2907  *
2908  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2909  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2910  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2911  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2912  *
2913  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2914  */
2915
2916 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2917 {
2918         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2919                 return -ENOMEM;
2920         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2921                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2922         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2923                 return -EFAULT;
2924         return 0;
2925 }
2926
2927 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2928 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2929                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2930 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2931                                    unsigned long address, unsigned long size,
2932                                    pte_fn_t fn, void *data);
2933
2934 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2935 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2936 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2937 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2938 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2939 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2940 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2941 {
2942         return _page_poisoning_enabled_early;
2943 }
2944 /*
2945  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2946  * false negative result is not harmful when called too early.
2947  */
2948 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2949 {
2950         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2951 }
2952 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2953 {
2954         if (page_poisoning_enabled_static())
2955                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2956 }
2957 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2958 {
2959         if (page_poisoning_enabled_static())
2960                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2961 }
2962 #else
2963 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2964 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2965 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2966 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2967 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2968 #endif
2969
2970 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2971 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2972 {
2973         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2974                                 &init_on_alloc))
2975                 return true;
2976         return flags & __GFP_ZERO;
2977 }
2978
2979 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2980 static inline bool want_init_on_free(void)
2981 {
2982         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2983                                    &init_on_free);
2984 }
2985
2986 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2987 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2988
2989 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2990 {
2991         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2992                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2997  * false negative result is not harmful when called too early.
2998  */
2999 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3000 {
3001         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3002                 return false;
3003
3004         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3005 }
3006
3007 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3008 /*
3009  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3010  * __kernel_map_pages() never fails
3011  */
3012 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3013
3014 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3015 {
3016         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3017                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3018 }
3019
3020 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3021 {
3022         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3023                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3024 }
3025 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3026 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3027 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3028 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3029
3030 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3031 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3032 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3033 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3034 #else
3035 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3036 {
3037         return NULL;
3038 }
3039 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3040 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3041 {
3042         return 0;
3043 }
3044 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3045
3046 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3047
3048 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3049 extern int sysctl_drop_caches;
3050 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3051                 loff_t *);
3052 #endif
3053
3054 void drop_slab(void);
3055 void drop_slab_node(int nid);
3056
3057 #ifndef CONFIG_MMU
3058 #define randomize_va_space 0
3059 #else
3060 extern int randomize_va_space;
3061 #endif
3062
3063 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3064 #ifdef CONFIG_MMU
3065 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3066 #else
3067 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3068 {
3069 }
3070 #endif
3071
3072 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3073                        unsigned long reuse);
3074 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3075                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3076
3077 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3078 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3079                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3080 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3081 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3082 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3083 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3084 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3085                             struct vmem_altmap *altmap);
3086 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3087 struct vmem_altmap;
3088 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3089                               struct vmem_altmap *altmap);
3090 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3091 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3092                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3093 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3094                 struct vmem_altmap *altmap);
3095 void vmemmap_populate_print_last(void);
3096 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3097 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3098                 struct vmem_altmap *altmap);
3099 #endif
3100 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3101                                   unsigned long nr_pages);
3102
3103 enum mf_flags {
3104         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3105         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3106         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3107         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3108 };
3109 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3110 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3111 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3112 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3113 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3114 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3115 extern void shake_page(struct page *p);
3116 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3117 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3118
3119
3120 /*
3121  * Error handlers for various types of pages.
3122  */
3123 enum mf_result {
3124         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3125         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3126         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3127         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3128 };
3129
3130 enum mf_action_page_type {
3131         MF_MSG_KERNEL,
3132         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3133         MF_MSG_SLAB,
3134         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3135         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3136         MF_MSG_HUGE,
3137         MF_MSG_FREE_HUGE,
3138         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3139         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3140         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3141         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3142         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3143         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3144         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3145         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3146         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3147         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3148         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3149         MF_MSG_BUDDY,
3150         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3151         MF_MSG_DAX,
3152         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3153         MF_MSG_UNKNOWN,
3154 };
3155
3156 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3157 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3158                             unsigned long addr_hint,
3159                             unsigned int pages_per_huge_page);
3160 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3161                                 unsigned long addr_hint,
3162                                 struct vm_area_struct *vma,
3163                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3164 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3165                                 const void __user *usr_src,
3166                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3167                                 bool allow_pagefault);
3168
3169 /**
3170  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3171  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3172  *
3173  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3174  * the definition in vm_normal_page().
3175  *
3176  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3177  * false otherwise.
3178  */
3179 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3180 {
3181         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3182                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3183 }
3184
3185 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3186
3187 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3188 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3189 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3190
3191 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3192 {
3193         return _debug_guardpage_minorder;
3194 }
3195
3196 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3197 {
3198         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3199 }
3200
3201 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3202 {
3203         if (!debug_guardpage_enabled())
3204                 return false;
3205
3206         return PageGuard(page);
3207 }
3208 #else
3209 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3210 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3211 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3212 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3213
3214 #if MAX_NUMNODES > 1
3215 void __init setup_nr_node_ids(void);
3216 #else
3217 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3218 #endif
3219
3220 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3221
3222 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3223 {
3224         return !memcmp_pages(page1, page2);
3225 }
3226
3227 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3228 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3229                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3230                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3231                                                 unsigned long *bitmap,
3232                                                 pgoff_t *start,
3233                                                 pgoff_t *end);
3234
3235 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3236                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3237 #endif
3238
3239 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3240
3241 #ifdef CONFIG_PRINTK
3242 void mem_dump_obj(void *object);
3243 #else
3244 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3245 #endif
3246
3247 /**
3248  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3249  * @seals: the seals to check
3250  * @vma: the vma to operate on
3251  *
3252  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3253  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3254  */
3255 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3256 {
3257         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3258                 /*
3259                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3260                  * "future write" seal active.
3261                  */
3262                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3263                         return -EPERM;
3264
3265                 /*
3266                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3267                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3268                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3269                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3270                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3271                  */
3272                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3273                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3274         }
3275
3276         return 0;
3277 }
3278
3279 #endif /* __KERNEL__ */
3280 #endif /* _LINUX_MM_H */