]> Git Repo - J-linux.git/blob - mm/internal.h
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / mm / internal.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 /* internal.h: mm/ internal definitions
3  *
4  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5  * Written by David Howells ([email protected])
6  */
7 #ifndef __MM_INTERNAL_H
8 #define __MM_INTERNAL_H
9
10 #include <linux/fs.h>
11 #include <linux/khugepaged.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/mm_inline.h>
14 #include <linux/pagemap.h>
15 #include <linux/pagewalk.h>
16 #include <linux/rmap.h>
17 #include <linux/swap.h>
18 #include <linux/swapops.h>
19 #include <linux/swap_cgroup.h>
20 #include <linux/tracepoint-defs.h>
21
22 /* Internal core VMA manipulation functions. */
23 #include "vma.h"
24
25 struct folio_batch;
26
27 /*
28  * The set of flags that only affect watermark checking and reclaim
29  * behaviour. This is used by the MM to obey the caller constraints
30  * about IO, FS and watermark checking while ignoring placement
31  * hints such as HIGHMEM usage.
32  */
33 #define GFP_RECLAIM_MASK (__GFP_RECLAIM|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS|\
34                         __GFP_NOWARN|__GFP_RETRY_MAYFAIL|__GFP_NOFAIL|\
35                         __GFP_NORETRY|__GFP_MEMALLOC|__GFP_NOMEMALLOC|\
36                         __GFP_NOLOCKDEP)
37
38 /* The GFP flags allowed during early boot */
39 #define GFP_BOOT_MASK (__GFP_BITS_MASK & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_IO|__GFP_FS))
40
41 /* Control allocation cpuset and node placement constraints */
42 #define GFP_CONSTRAINT_MASK (__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
43
44 /* Do not use these with a slab allocator */
45 #define GFP_SLAB_BUG_MASK (__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM|~__GFP_BITS_MASK)
46
47 /*
48  * Different from WARN_ON_ONCE(), no warning will be issued
49  * when we specify __GFP_NOWARN.
50  */
51 #define WARN_ON_ONCE_GFP(cond, gfp)     ({                              \
52         static bool __section(".data..once") __warned;                  \
53         int __ret_warn_once = !!(cond);                                 \
54                                                                         \
55         if (unlikely(!(gfp & __GFP_NOWARN) && __ret_warn_once && !__warned)) { \
56                 __warned = true;                                        \
57                 WARN_ON(1);                                             \
58         }                                                               \
59         unlikely(__ret_warn_once);                                      \
60 })
61
62 void page_writeback_init(void);
63
64 /*
65  * If a 16GB hugetlb folio were mapped by PTEs of all of its 4kB pages,
66  * its nr_pages_mapped would be 0x400000: choose the ENTIRELY_MAPPED bit
67  * above that range, instead of 2*(PMD_SIZE/PAGE_SIZE).  Hugetlb currently
68  * leaves nr_pages_mapped at 0, but avoid surprise if it participates later.
69  */
70 #define ENTIRELY_MAPPED         0x800000
71 #define FOLIO_PAGES_MAPPED      (ENTIRELY_MAPPED - 1)
72
73 /*
74  * Flags passed to __show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
75  * various contexts.
76  */
77 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
78
79 /*
80  * How many individual pages have an elevated _mapcount.  Excludes
81  * the folio's entire_mapcount.
82  *
83  * Don't use this function outside of debugging code.
84  */
85 static inline int folio_nr_pages_mapped(const struct folio *folio)
86 {
87         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) & FOLIO_PAGES_MAPPED;
88 }
89
90 /*
91  * Retrieve the first entry of a folio based on a provided entry within the
92  * folio. We cannot rely on folio->swap as there is no guarantee that it has
93  * been initialized. Used for calling arch_swap_restore()
94  */
95 static inline swp_entry_t folio_swap(swp_entry_t entry,
96                 const struct folio *folio)
97 {
98         swp_entry_t swap = {
99                 .val = ALIGN_DOWN(entry.val, folio_nr_pages(folio)),
100         };
101
102         return swap;
103 }
104
105 static inline void *folio_raw_mapping(const struct folio *folio)
106 {
107         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
108
109         return (void *)(mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
110 }
111
112 /*
113  * This is a file-backed mapping, and is about to be memory mapped - invoke its
114  * mmap hook and safely handle error conditions. On error, VMA hooks will be
115  * mutated.
116  *
117  * @file: File which backs the mapping.
118  * @vma:  VMA which we are mapping.
119  *
120  * Returns: 0 if success, error otherwise.
121  */
122 static inline int mmap_file(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
123 {
124         int err = call_mmap(file, vma);
125
126         if (likely(!err))
127                 return 0;
128
129         /*
130          * OK, we tried to call the file hook for mmap(), but an error
131          * arose. The mapping is in an inconsistent state and we most not invoke
132          * any further hooks on it.
133          */
134         vma->vm_ops = &vma_dummy_vm_ops;
135
136         return err;
137 }
138
139 /*
140  * If the VMA has a close hook then close it, and since closing it might leave
141  * it in an inconsistent state which makes the use of any hooks suspect, clear
142  * them down by installing dummy empty hooks.
143  */
144 static inline void vma_close(struct vm_area_struct *vma)
145 {
146         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->close) {
147                 vma->vm_ops->close(vma);
148
149                 /*
150                  * The mapping is in an inconsistent state, and no further hooks
151                  * may be invoked upon it.
152                  */
153                 vma->vm_ops = &vma_dummy_vm_ops;
154         }
155 }
156
157 #ifdef CONFIG_MMU
158
159 /* Flags for folio_pte_batch(). */
160 typedef int __bitwise fpb_t;
161
162 /* Compare PTEs after pte_mkclean(), ignoring the dirty bit. */
163 #define FPB_IGNORE_DIRTY                ((__force fpb_t)BIT(0))
164
165 /* Compare PTEs after pte_clear_soft_dirty(), ignoring the soft-dirty bit. */
166 #define FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY           ((__force fpb_t)BIT(1))
167
168 static inline pte_t __pte_batch_clear_ignored(pte_t pte, fpb_t flags)
169 {
170         if (flags & FPB_IGNORE_DIRTY)
171                 pte = pte_mkclean(pte);
172         if (likely(flags & FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY))
173                 pte = pte_clear_soft_dirty(pte);
174         return pte_wrprotect(pte_mkold(pte));
175 }
176
177 /**
178  * folio_pte_batch - detect a PTE batch for a large folio
179  * @folio: The large folio to detect a PTE batch for.
180  * @addr: The user virtual address the first page is mapped at.
181  * @start_ptep: Page table pointer for the first entry.
182  * @pte: Page table entry for the first page.
183  * @max_nr: The maximum number of table entries to consider.
184  * @flags: Flags to modify the PTE batch semantics.
185  * @any_writable: Optional pointer to indicate whether any entry except the
186  *                first one is writable.
187  * @any_young: Optional pointer to indicate whether any entry except the
188  *                first one is young.
189  * @any_dirty: Optional pointer to indicate whether any entry except the
190  *                first one is dirty.
191  *
192  * Detect a PTE batch: consecutive (present) PTEs that map consecutive
193  * pages of the same large folio.
194  *
195  * All PTEs inside a PTE batch have the same PTE bits set, excluding the PFN,
196  * the accessed bit, writable bit, dirty bit (with FPB_IGNORE_DIRTY) and
197  * soft-dirty bit (with FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY).
198  *
199  * start_ptep must map any page of the folio. max_nr must be at least one and
200  * must be limited by the caller so scanning cannot exceed a single page table.
201  *
202  * Return: the number of table entries in the batch.
203  */
204 static inline int folio_pte_batch(struct folio *folio, unsigned long addr,
205                 pte_t *start_ptep, pte_t pte, int max_nr, fpb_t flags,
206                 bool *any_writable, bool *any_young, bool *any_dirty)
207 {
208         unsigned long folio_end_pfn = folio_pfn(folio) + folio_nr_pages(folio);
209         const pte_t *end_ptep = start_ptep + max_nr;
210         pte_t expected_pte, *ptep;
211         bool writable, young, dirty;
212         int nr;
213
214         if (any_writable)
215                 *any_writable = false;
216         if (any_young)
217                 *any_young = false;
218         if (any_dirty)
219                 *any_dirty = false;
220
221         VM_WARN_ON_FOLIO(!pte_present(pte), folio);
222         VM_WARN_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio) || max_nr < 1, folio);
223         VM_WARN_ON_FOLIO(page_folio(pfn_to_page(pte_pfn(pte))) != folio, folio);
224
225         nr = pte_batch_hint(start_ptep, pte);
226         expected_pte = __pte_batch_clear_ignored(pte_advance_pfn(pte, nr), flags);
227         ptep = start_ptep + nr;
228
229         while (ptep < end_ptep) {
230                 pte = ptep_get(ptep);
231                 if (any_writable)
232                         writable = !!pte_write(pte);
233                 if (any_young)
234                         young = !!pte_young(pte);
235                 if (any_dirty)
236                         dirty = !!pte_dirty(pte);
237                 pte = __pte_batch_clear_ignored(pte, flags);
238
239                 if (!pte_same(pte, expected_pte))
240                         break;
241
242                 /*
243                  * Stop immediately once we reached the end of the folio. In
244                  * corner cases the next PFN might fall into a different
245                  * folio.
246                  */
247                 if (pte_pfn(pte) >= folio_end_pfn)
248                         break;
249
250                 if (any_writable)
251                         *any_writable |= writable;
252                 if (any_young)
253                         *any_young |= young;
254                 if (any_dirty)
255                         *any_dirty |= dirty;
256
257                 nr = pte_batch_hint(ptep, pte);
258                 expected_pte = pte_advance_pfn(expected_pte, nr);
259                 ptep += nr;
260         }
261
262         return min(ptep - start_ptep, max_nr);
263 }
264
265 /**
266  * pte_move_swp_offset - Move the swap entry offset field of a swap pte
267  *       forward or backward by delta
268  * @pte: The initial pte state; is_swap_pte(pte) must be true and
269  *       non_swap_entry() must be false.
270  * @delta: The direction and the offset we are moving; forward if delta
271  *       is positive; backward if delta is negative
272  *
273  * Moves the swap offset, while maintaining all other fields, including
274  * swap type, and any swp pte bits. The resulting pte is returned.
275  */
276 static inline pte_t pte_move_swp_offset(pte_t pte, long delta)
277 {
278         swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
279         pte_t new = __swp_entry_to_pte(__swp_entry(swp_type(entry),
280                                                    (swp_offset(entry) + delta)));
281
282         if (pte_swp_soft_dirty(pte))
283                 new = pte_swp_mksoft_dirty(new);
284         if (pte_swp_exclusive(pte))
285                 new = pte_swp_mkexclusive(new);
286         if (pte_swp_uffd_wp(pte))
287                 new = pte_swp_mkuffd_wp(new);
288
289         return new;
290 }
291
292
293 /**
294  * pte_next_swp_offset - Increment the swap entry offset field of a swap pte.
295  * @pte: The initial pte state; is_swap_pte(pte) must be true and
296  *       non_swap_entry() must be false.
297  *
298  * Increments the swap offset, while maintaining all other fields, including
299  * swap type, and any swp pte bits. The resulting pte is returned.
300  */
301 static inline pte_t pte_next_swp_offset(pte_t pte)
302 {
303         return pte_move_swp_offset(pte, 1);
304 }
305
306 /**
307  * swap_pte_batch - detect a PTE batch for a set of contiguous swap entries
308  * @start_ptep: Page table pointer for the first entry.
309  * @max_nr: The maximum number of table entries to consider.
310  * @pte: Page table entry for the first entry.
311  *
312  * Detect a batch of contiguous swap entries: consecutive (non-present) PTEs
313  * containing swap entries all with consecutive offsets and targeting the same
314  * swap type, all with matching swp pte bits.
315  *
316  * max_nr must be at least one and must be limited by the caller so scanning
317  * cannot exceed a single page table.
318  *
319  * Return: the number of table entries in the batch.
320  */
321 static inline int swap_pte_batch(pte_t *start_ptep, int max_nr, pte_t pte)
322 {
323         pte_t expected_pte = pte_next_swp_offset(pte);
324         const pte_t *end_ptep = start_ptep + max_nr;
325         swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
326         pte_t *ptep = start_ptep + 1;
327         unsigned short cgroup_id;
328
329         VM_WARN_ON(max_nr < 1);
330         VM_WARN_ON(!is_swap_pte(pte));
331         VM_WARN_ON(non_swap_entry(entry));
332
333         cgroup_id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
334         while (ptep < end_ptep) {
335                 pte = ptep_get(ptep);
336
337                 if (!pte_same(pte, expected_pte))
338                         break;
339                 if (lookup_swap_cgroup_id(pte_to_swp_entry(pte)) != cgroup_id)
340                         break;
341                 expected_pte = pte_next_swp_offset(expected_pte);
342                 ptep++;
343         }
344
345         return ptep - start_ptep;
346 }
347 #endif /* CONFIG_MMU */
348
349 void __acct_reclaim_writeback(pg_data_t *pgdat, struct folio *folio,
350                                                 int nr_throttled);
351 static inline void acct_reclaim_writeback(struct folio *folio)
352 {
353         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
354         int nr_throttled = atomic_read(&pgdat->nr_writeback_throttled);
355
356         if (nr_throttled)
357                 __acct_reclaim_writeback(pgdat, folio, nr_throttled);
358 }
359
360 static inline void wake_throttle_isolated(pg_data_t *pgdat)
361 {
362         wait_queue_head_t *wqh;
363
364         wqh = &pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED];
365         if (waitqueue_active(wqh))
366                 wake_up(wqh);
367 }
368
369 vm_fault_t __vmf_anon_prepare(struct vm_fault *vmf);
370 static inline vm_fault_t vmf_anon_prepare(struct vm_fault *vmf)
371 {
372         vm_fault_t ret = __vmf_anon_prepare(vmf);
373
374         if (unlikely(ret & VM_FAULT_RETRY))
375                 vma_end_read(vmf->vma);
376         return ret;
377 }
378
379 vm_fault_t do_swap_page(struct vm_fault *vmf);
380 void folio_rotate_reclaimable(struct folio *folio);
381 bool __folio_end_writeback(struct folio *folio);
382 void deactivate_file_folio(struct folio *folio);
383 void folio_activate(struct folio *folio);
384
385 void free_pgtables(struct mmu_gather *tlb, struct ma_state *mas,
386                    struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long floor,
387                    unsigned long ceiling, bool mm_wr_locked);
388 void pmd_install(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, pgtable_t *pte);
389
390 struct zap_details;
391 void unmap_page_range(struct mmu_gather *tlb,
392                              struct vm_area_struct *vma,
393                              unsigned long addr, unsigned long end,
394                              struct zap_details *details);
395
396 void page_cache_ra_order(struct readahead_control *, struct file_ra_state *,
397                 unsigned int order);
398 void force_page_cache_ra(struct readahead_control *, unsigned long nr);
399 static inline void force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
400                 struct file *file, pgoff_t index, unsigned long nr_to_read)
401 {
402         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, index);
403         force_page_cache_ra(&ractl, nr_to_read);
404 }
405
406 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
407                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
408 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
409                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
410 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
411 int truncate_inode_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
412 bool truncate_inode_partial_folio(struct folio *folio, loff_t start,
413                 loff_t end);
414 long mapping_evict_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
415 unsigned long mapping_try_invalidate(struct address_space *mapping,
416                 pgoff_t start, pgoff_t end, unsigned long *nr_failed);
417
418 /**
419  * folio_evictable - Test whether a folio is evictable.
420  * @folio: The folio to test.
421  *
422  * Test whether @folio is evictable -- i.e., should be placed on
423  * active/inactive lists vs unevictable list.
424  *
425  * Reasons folio might not be evictable:
426  * 1. folio's mapping marked unevictable
427  * 2. One of the pages in the folio is part of an mlocked VMA
428  */
429 static inline bool folio_evictable(struct folio *folio)
430 {
431         bool ret;
432
433         /* Prevent address_space of inode and swap cache from being freed */
434         rcu_read_lock();
435         ret = !mapping_unevictable(folio_mapping(folio)) &&
436                         !folio_test_mlocked(folio);
437         rcu_read_unlock();
438         return ret;
439 }
440
441 /*
442  * Turn a non-refcounted page (->_refcount == 0) into refcounted with
443  * a count of one.
444  */
445 static inline void set_page_refcounted(struct page *page)
446 {
447         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
448         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page), page);
449         set_page_count(page, 1);
450 }
451
452 /*
453  * Return true if a folio needs ->release_folio() calling upon it.
454  */
455 static inline bool folio_needs_release(struct folio *folio)
456 {
457         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
458
459         return folio_has_private(folio) ||
460                 (mapping && mapping_release_always(mapping));
461 }
462
463 extern unsigned long highest_memmap_pfn;
464
465 /*
466  * Maximum number of reclaim retries without progress before the OOM
467  * killer is consider the only way forward.
468  */
469 #define MAX_RECLAIM_RETRIES 16
470
471 /*
472  * in mm/vmscan.c:
473  */
474 bool folio_isolate_lru(struct folio *folio);
475 void folio_putback_lru(struct folio *folio);
476 extern void reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, enum vmscan_throttle_state reason);
477
478 /*
479  * in mm/rmap.c:
480  */
481 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
482
483 /*
484  * in mm/page_alloc.c
485  */
486 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
487
488 extern char * const zone_names[MAX_NR_ZONES];
489
490 /* perform sanity checks on struct pages being allocated or freed */
491 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_DEBUG_VM, check_pages_enabled);
492
493 extern int min_free_kbytes;
494
495 void setup_per_zone_wmarks(void);
496 void calculate_min_free_kbytes(void);
497 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
498 void page_alloc_sysctl_init(void);
499
500 /*
501  * Structure for holding the mostly immutable allocation parameters passed
502  * between functions involved in allocations, including the alloc_pages*
503  * family of functions.
504  *
505  * nodemask, migratetype and highest_zoneidx are initialized only once in
506  * __alloc_pages() and then never change.
507  *
508  * zonelist, preferred_zone and highest_zoneidx are set first in
509  * __alloc_pages() for the fast path, and might be later changed
510  * in __alloc_pages_slowpath(). All other functions pass the whole structure
511  * by a const pointer.
512  */
513 struct alloc_context {
514         struct zonelist *zonelist;
515         nodemask_t *nodemask;
516         struct zoneref *preferred_zoneref;
517         int migratetype;
518
519         /*
520          * highest_zoneidx represents highest usable zone index of
521          * the allocation request. Due to the nature of the zone,
522          * memory on lower zone than the highest_zoneidx will be
523          * protected by lowmem_reserve[highest_zoneidx].
524          *
525          * highest_zoneidx is also used by reclaim/compaction to limit
526          * the target zone since higher zone than this index cannot be
527          * usable for this allocation request.
528          */
529         enum zone_type highest_zoneidx;
530         bool spread_dirty_pages;
531 };
532
533 /*
534  * This function returns the order of a free page in the buddy system. In
535  * general, page_zone(page)->lock must be held by the caller to prevent the
536  * page from being allocated in parallel and returning garbage as the order.
537  * If a caller does not hold page_zone(page)->lock, it must guarantee that the
538  * page cannot be allocated or merged in parallel. Alternatively, it must
539  * handle invalid values gracefully, and use buddy_order_unsafe() below.
540  */
541 static inline unsigned int buddy_order(struct page *page)
542 {
543         /* PageBuddy() must be checked by the caller */
544         return page_private(page);
545 }
546
547 /*
548  * Like buddy_order(), but for callers who cannot afford to hold the zone lock.
549  * PageBuddy() should be checked first by the caller to minimize race window,
550  * and invalid values must be handled gracefully.
551  *
552  * READ_ONCE is used so that if the caller assigns the result into a local
553  * variable and e.g. tests it for valid range before using, the compiler cannot
554  * decide to remove the variable and inline the page_private(page) multiple
555  * times, potentially observing different values in the tests and the actual
556  * use of the result.
557  */
558 #define buddy_order_unsafe(page)        READ_ONCE(page_private(page))
559
560 /*
561  * This function checks whether a page is free && is the buddy
562  * we can coalesce a page and its buddy if
563  * (a) the buddy is not in a hole (check before calling!) &&
564  * (b) the buddy is in the buddy system &&
565  * (c) a page and its buddy have the same order &&
566  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
567  *
568  * For recording whether a page is in the buddy system, we set PageBuddy.
569  * Setting, clearing, and testing PageBuddy is serialized by zone->lock.
570  *
571  * For recording page's order, we use page_private(page).
572  */
573 static inline bool page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
574                                  unsigned int order)
575 {
576         if (!page_is_guard(buddy) && !PageBuddy(buddy))
577                 return false;
578
579         if (buddy_order(buddy) != order)
580                 return false;
581
582         /*
583          * zone check is done late to avoid uselessly calculating
584          * zone/node ids for pages that could never merge.
585          */
586         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
587                 return false;
588
589         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
590
591         return true;
592 }
593
594 /*
595  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
596  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
597  *
598  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
599  * the following equation:
600  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
601  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
602  * 1 buddy is #10:
603  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
604  *
605  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
606  * satisfies the following equation:
607  *     P = B & ~(1 << O)
608  *
609  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_PAGE_ORDER
610  */
611 static inline unsigned long
612 __find_buddy_pfn(unsigned long page_pfn, unsigned int order)
613 {
614         return page_pfn ^ (1 << order);
615 }
616
617 /*
618  * Find the buddy of @page and validate it.
619  * @page: The input page
620  * @pfn: The pfn of the page, it saves a call to page_to_pfn() when the
621  *       function is used in the performance-critical __free_one_page().
622  * @order: The order of the page
623  * @buddy_pfn: The output pointer to the buddy pfn, it also saves a call to
624  *             page_to_pfn().
625  *
626  * The found buddy can be a non PageBuddy, out of @page's zone, or its order is
627  * not the same as @page. The validation is necessary before use it.
628  *
629  * Return: the found buddy page or NULL if not found.
630  */
631 static inline struct page *find_buddy_page_pfn(struct page *page,
632                         unsigned long pfn, unsigned int order, unsigned long *buddy_pfn)
633 {
634         unsigned long __buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
635         struct page *buddy;
636
637         buddy = page + (__buddy_pfn - pfn);
638         if (buddy_pfn)
639                 *buddy_pfn = __buddy_pfn;
640
641         if (page_is_buddy(page, buddy, order))
642                 return buddy;
643         return NULL;
644 }
645
646 extern struct page *__pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
647                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone);
648
649 static inline struct page *pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
650                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone)
651 {
652         if (zone->contiguous)
653                 return pfn_to_page(start_pfn);
654
655         return __pageblock_pfn_to_page(start_pfn, end_pfn, zone);
656 }
657
658 void set_zone_contiguous(struct zone *zone);
659
660 static inline void clear_zone_contiguous(struct zone *zone)
661 {
662         zone->contiguous = false;
663 }
664
665 extern int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order);
666 extern void __putback_isolated_page(struct page *page, unsigned int order,
667                                     int mt);
668 extern void memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
669                                         unsigned int order);
670 extern void __free_pages_core(struct page *page, unsigned int order,
671                 enum meminit_context context);
672
673 /*
674  * This will have no effect, other than possibly generating a warning, if the
675  * caller passes in a non-large folio.
676  */
677 static inline void folio_set_order(struct folio *folio, unsigned int order)
678 {
679         if (WARN_ON_ONCE(!order || !folio_test_large(folio)))
680                 return;
681
682         folio->_flags_1 = (folio->_flags_1 & ~0xffUL) | order;
683 #ifdef CONFIG_64BIT
684         folio->_folio_nr_pages = 1U << order;
685 #endif
686 }
687
688 bool __folio_unqueue_deferred_split(struct folio *folio);
689 static inline bool folio_unqueue_deferred_split(struct folio *folio)
690 {
691         if (folio_order(folio) <= 1 || !folio_test_large_rmappable(folio))
692                 return false;
693
694         /*
695          * At this point, there is no one trying to add the folio to
696          * deferred_list. If folio is not in deferred_list, it's safe
697          * to check without acquiring the split_queue_lock.
698          */
699         if (data_race(list_empty(&folio->_deferred_list)))
700                 return false;
701
702         return __folio_unqueue_deferred_split(folio);
703 }
704
705 static inline struct folio *page_rmappable_folio(struct page *page)
706 {
707         struct folio *folio = (struct folio *)page;
708
709         if (folio && folio_test_large(folio))
710                 folio_set_large_rmappable(folio);
711         return folio;
712 }
713
714 static inline void prep_compound_head(struct page *page, unsigned int order)
715 {
716         struct folio *folio = (struct folio *)page;
717
718         folio_set_order(folio, order);
719         atomic_set(&folio->_large_mapcount, -1);
720         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, -1);
721         atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, 0);
722         atomic_set(&folio->_pincount, 0);
723         if (order > 1)
724                 INIT_LIST_HEAD(&folio->_deferred_list);
725 }
726
727 static inline void prep_compound_tail(struct page *head, int tail_idx)
728 {
729         struct page *p = head + tail_idx;
730
731         p->mapping = TAIL_MAPPING;
732         set_compound_head(p, head);
733         set_page_private(p, 0);
734 }
735
736 extern void prep_compound_page(struct page *page, unsigned int order);
737
738 extern void post_alloc_hook(struct page *page, unsigned int order,
739                                         gfp_t gfp_flags);
740 extern bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order);
741
742 extern int user_min_free_kbytes;
743
744 void free_unref_page(struct page *page, unsigned int order);
745 void free_unref_folios(struct folio_batch *fbatch);
746
747 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
748 extern void zone_pcp_disable(struct zone *zone);
749 extern void zone_pcp_enable(struct zone *zone);
750 extern void zone_pcp_init(struct zone *zone);
751
752 extern void *memmap_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
753                           phys_addr_t min_addr,
754                           int nid, bool exact_nid);
755
756 void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
757                 unsigned long, enum meminit_context, struct vmem_altmap *, int);
758
759 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
760
761 /*
762  * in mm/compaction.c
763  */
764 /*
765  * compact_control is used to track pages being migrated and the free pages
766  * they are being migrated to during memory compaction. The free_pfn starts
767  * at the end of a zone and migrate_pfn begins at the start. Movable pages
768  * are moved to the end of a zone during a compaction run and the run
769  * completes when free_pfn <= migrate_pfn
770  */
771 struct compact_control {
772         struct list_head freepages[NR_PAGE_ORDERS];     /* List of free pages to migrate to */
773         struct list_head migratepages;  /* List of pages being migrated */
774         unsigned int nr_freepages;      /* Number of isolated free pages */
775         unsigned int nr_migratepages;   /* Number of pages to migrate */
776         unsigned long free_pfn;         /* isolate_freepages search base */
777         /*
778          * Acts as an in/out parameter to page isolation for migration.
779          * isolate_migratepages uses it as a search base.
780          * isolate_migratepages_block will update the value to the next pfn
781          * after the last isolated one.
782          */
783         unsigned long migrate_pfn;
784         unsigned long fast_start_pfn;   /* a pfn to start linear scan from */
785         struct zone *zone;
786         unsigned long total_migrate_scanned;
787         unsigned long total_free_scanned;
788         unsigned short fast_search_fail;/* failures to use free list searches */
789         short search_order;             /* order to start a fast search at */
790         const gfp_t gfp_mask;           /* gfp mask of a direct compactor */
791         int order;                      /* order a direct compactor needs */
792         int migratetype;                /* migratetype of direct compactor */
793         const unsigned int alloc_flags; /* alloc flags of a direct compactor */
794         const int highest_zoneidx;      /* zone index of a direct compactor */
795         enum migrate_mode mode;         /* Async or sync migration mode */
796         bool ignore_skip_hint;          /* Scan blocks even if marked skip */
797         bool no_set_skip_hint;          /* Don't mark blocks for skipping */
798         bool ignore_block_suitable;     /* Scan blocks considered unsuitable */
799         bool direct_compaction;         /* False from kcompactd or /proc/... */
800         bool proactive_compaction;      /* kcompactd proactive compaction */
801         bool whole_zone;                /* Whole zone should/has been scanned */
802         bool contended;                 /* Signal lock contention */
803         bool finish_pageblock;          /* Scan the remainder of a pageblock. Used
804                                          * when there are potentially transient
805                                          * isolation or migration failures to
806                                          * ensure forward progress.
807                                          */
808         bool alloc_contig;              /* alloc_contig_range allocation */
809 };
810
811 /*
812  * Used in direct compaction when a page should be taken from the freelists
813  * immediately when one is created during the free path.
814  */
815 struct capture_control {
816         struct compact_control *cc;
817         struct page *page;
818 };
819
820 unsigned long
821 isolate_freepages_range(struct compact_control *cc,
822                         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
823 int
824 isolate_migratepages_range(struct compact_control *cc,
825                            unsigned long low_pfn, unsigned long end_pfn);
826
827 int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
828                                         unsigned long start, unsigned long end,
829                                         int migratetype);
830
831 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
832 void init_cma_reserved_pageblock(struct page *page);
833
834 #endif /* CONFIG_COMPACTION || CONFIG_CMA */
835
836 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
837                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal);
838
839 static inline bool free_area_empty(struct free_area *area, int migratetype)
840 {
841         return list_empty(&area->free_list[migratetype]);
842 }
843
844 /* mm/util.c */
845 struct anon_vma *folio_anon_vma(const struct folio *folio);
846
847 #ifdef CONFIG_MMU
848 void unmap_mapping_folio(struct folio *folio);
849 extern long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
850                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked);
851 extern long faultin_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
852                 unsigned long end, bool write, int *locked);
853 extern bool mlock_future_ok(struct mm_struct *mm, unsigned long flags,
854                                unsigned long bytes);
855
856 /*
857  * NOTE: This function can't tell whether the folio is "fully mapped" in the
858  * range.
859  * "fully mapped" means all the pages of folio is associated with the page
860  * table of range while this function just check whether the folio range is
861  * within the range [start, end). Function caller needs to do page table
862  * check if it cares about the page table association.
863  *
864  * Typical usage (like mlock or madvise) is:
865  * Caller knows at least 1 page of folio is associated with page table of VMA
866  * and the range [start, end) is intersect with the VMA range. Caller wants
867  * to know whether the folio is fully associated with the range. It calls
868  * this function to check whether the folio is in the range first. Then checks
869  * the page table to know whether the folio is fully mapped to the range.
870  */
871 static inline bool
872 folio_within_range(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
873                 unsigned long start, unsigned long end)
874 {
875         pgoff_t pgoff, addr;
876         unsigned long vma_pglen = vma_pages(vma);
877
878         VM_WARN_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
879         if (start > end)
880                 return false;
881
882         if (start < vma->vm_start)
883                 start = vma->vm_start;
884
885         if (end > vma->vm_end)
886                 end = vma->vm_end;
887
888         pgoff = folio_pgoff(folio);
889
890         /* if folio start address is not in vma range */
891         if (!in_range(pgoff, vma->vm_pgoff, vma_pglen))
892                 return false;
893
894         addr = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
895
896         return !(addr < start || end - addr < folio_size(folio));
897 }
898
899 static inline bool
900 folio_within_vma(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma)
901 {
902         return folio_within_range(folio, vma, vma->vm_start, vma->vm_end);
903 }
904
905 /*
906  * mlock_vma_folio() and munlock_vma_folio():
907  * should be called with vma's mmap_lock held for read or write,
908  * under page table lock for the pte/pmd being added or removed.
909  *
910  * mlock is usually called at the end of folio_add_*_rmap_*(), munlock at
911  * the end of folio_remove_rmap_*(); but new anon folios are managed by
912  * folio_add_lru_vma() calling mlock_new_folio().
913  */
914 void mlock_folio(struct folio *folio);
915 static inline void mlock_vma_folio(struct folio *folio,
916                                 struct vm_area_struct *vma)
917 {
918         /*
919          * The VM_SPECIAL check here serves two purposes.
920          * 1) VM_IO check prevents migration from double-counting during mlock.
921          * 2) Although mmap_region() and mlock_fixup() take care that VM_LOCKED
922          *    is never left set on a VM_SPECIAL vma, there is an interval while
923          *    file->f_op->mmap() is using vm_insert_page(s), when VM_LOCKED may
924          *    still be set while VM_SPECIAL bits are added: so ignore it then.
925          */
926         if (unlikely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_SPECIAL)) == VM_LOCKED))
927                 mlock_folio(folio);
928 }
929
930 void munlock_folio(struct folio *folio);
931 static inline void munlock_vma_folio(struct folio *folio,
932                                         struct vm_area_struct *vma)
933 {
934         /*
935          * munlock if the function is called. Ideally, we should only
936          * do munlock if any page of folio is unmapped from VMA and
937          * cause folio not fully mapped to VMA.
938          *
939          * But it's not easy to confirm that's the situation. So we
940          * always munlock the folio and page reclaim will correct it
941          * if it's wrong.
942          */
943         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
944                 munlock_folio(folio);
945 }
946
947 void mlock_new_folio(struct folio *folio);
948 bool need_mlock_drain(int cpu);
949 void mlock_drain_local(void);
950 void mlock_drain_remote(int cpu);
951
952 extern pmd_t maybe_pmd_mkwrite(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma);
953
954 /**
955  * vma_address - Find the virtual address a page range is mapped at
956  * @vma: The vma which maps this object.
957  * @pgoff: The page offset within its object.
958  * @nr_pages: The number of pages to consider.
959  *
960  * If any page in this range is mapped by this VMA, return the first address
961  * where any of these pages appear.  Otherwise, return -EFAULT.
962  */
963 static inline unsigned long vma_address(const struct vm_area_struct *vma,
964                 pgoff_t pgoff, unsigned long nr_pages)
965 {
966         unsigned long address;
967
968         if (pgoff >= vma->vm_pgoff) {
969                 address = vma->vm_start +
970                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
971                 /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
972                 if (address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)
973                         address = -EFAULT;
974         } else if (pgoff + nr_pages - 1 >= vma->vm_pgoff) {
975                 /* Test above avoids possibility of wrap to 0 on 32-bit */
976                 address = vma->vm_start;
977         } else {
978                 address = -EFAULT;
979         }
980         return address;
981 }
982
983 /*
984  * Then at what user virtual address will none of the range be found in vma?
985  * Assumes that vma_address() already returned a good starting address.
986  */
987 static inline unsigned long vma_address_end(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
988 {
989         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
990         pgoff_t pgoff;
991         unsigned long address;
992
993         /* Common case, plus ->pgoff is invalid for KSM */
994         if (pvmw->nr_pages == 1)
995                 return pvmw->address + PAGE_SIZE;
996
997         pgoff = pvmw->pgoff + pvmw->nr_pages;
998         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
999         /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
1000         if (address < vma->vm_start || address > vma->vm_end)
1001                 address = vma->vm_end;
1002         return address;
1003 }
1004
1005 static inline struct file *maybe_unlock_mmap_for_io(struct vm_fault *vmf,
1006                                                     struct file *fpin)
1007 {
1008         int flags = vmf->flags;
1009
1010         if (fpin)
1011                 return fpin;
1012
1013         /*
1014          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT means we don't want to wait on page locks or
1015          * anything, so we only pin the file and drop the mmap_lock if only
1016          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY is set, while this is the first attempt.
1017          */
1018         if (fault_flag_allow_retry_first(flags) &&
1019             !(flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) {
1020                 fpin = get_file(vmf->vma->vm_file);
1021                 release_fault_lock(vmf);
1022         }
1023         return fpin;
1024 }
1025 #else /* !CONFIG_MMU */
1026 static inline void unmap_mapping_folio(struct folio *folio) { }
1027 static inline void mlock_new_folio(struct folio *folio) { }
1028 static inline bool need_mlock_drain(int cpu) { return false; }
1029 static inline void mlock_drain_local(void) { }
1030 static inline void mlock_drain_remote(int cpu) { }
1031 static inline void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end)
1032 {
1033 }
1034 #endif /* !CONFIG_MMU */
1035
1036 /* Memory initialisation debug and verification */
1037 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1038 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(deferred_pages);
1039
1040 bool __init deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order);
1041 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1042
1043 enum mminit_level {
1044         MMINIT_WARNING,
1045         MMINIT_VERIFY,
1046         MMINIT_TRACE
1047 };
1048
1049 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
1050
1051 extern int mminit_loglevel;
1052
1053 #define mminit_dprintk(level, prefix, fmt, arg...) \
1054 do { \
1055         if (level < mminit_loglevel) { \
1056                 if (level <= MMINIT_WARNING) \
1057                         pr_warn("mminit::" prefix " " fmt, ##arg);      \
1058                 else \
1059                         printk(KERN_DEBUG "mminit::" prefix " " fmt, ##arg); \
1060         } \
1061 } while (0)
1062
1063 extern void mminit_verify_pageflags_layout(void);
1064 extern void mminit_verify_zonelist(void);
1065 #else
1066
1067 static inline void mminit_dprintk(enum mminit_level level,
1068                                 const char *prefix, const char *fmt, ...)
1069 {
1070 }
1071
1072 static inline void mminit_verify_pageflags_layout(void)
1073 {
1074 }
1075
1076 static inline void mminit_verify_zonelist(void)
1077 {
1078 }
1079 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
1080
1081 #define NODE_RECLAIM_NOSCAN     -2
1082 #define NODE_RECLAIM_FULL       -1
1083 #define NODE_RECLAIM_SOME       0
1084 #define NODE_RECLAIM_SUCCESS    1
1085
1086 #ifdef CONFIG_NUMA
1087 extern int node_reclaim(struct pglist_data *, gfp_t, unsigned int);
1088 extern int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask);
1089 #else
1090 static inline int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t mask,
1091                                 unsigned int order)
1092 {
1093         return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
1094 }
1095 static inline int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1096 {
1097         return NUMA_NO_NODE;
1098 }
1099 #endif
1100
1101 /*
1102  * mm/memory-failure.c
1103  */
1104 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1105 void unmap_poisoned_folio(struct folio *folio, enum ttu_flags ttu);
1106 void shake_folio(struct folio *folio);
1107 extern int hwpoison_filter(struct page *p);
1108
1109 extern u32 hwpoison_filter_dev_major;
1110 extern u32 hwpoison_filter_dev_minor;
1111 extern u64 hwpoison_filter_flags_mask;
1112 extern u64 hwpoison_filter_flags_value;
1113 extern u64 hwpoison_filter_memcg;
1114 extern u32 hwpoison_filter_enable;
1115 #define MAGIC_HWPOISON  0x48575053U     /* HWPS */
1116 void SetPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
1117 void ClearPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
1118 bool take_page_off_buddy(struct page *page);
1119 bool put_page_back_buddy(struct page *page);
1120 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
1121 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, const struct page *p,
1122                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
1123                      unsigned long ksm_addr);
1124 unsigned long page_mapped_in_vma(const struct page *page,
1125                 struct vm_area_struct *vma);
1126
1127 #else
1128 static inline void unmap_poisoned_folio(struct folio *folio, enum ttu_flags ttu)
1129 {
1130 }
1131 #endif
1132
1133 extern unsigned long  __must_check vm_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
1134         unsigned long, unsigned long,
1135         unsigned long, unsigned long);
1136
1137 extern void set_pageblock_order(void);
1138 struct folio *alloc_migrate_folio(struct folio *src, unsigned long private);
1139 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *folio_list);
1140 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1141                                             struct list_head *folio_list);
1142 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1143 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1144 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1145 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1146 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1147
1148 /* Mask to get the watermark bits */
1149 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1150
1151 /*
1152  * Only MMU archs have async oom victim reclaim - aka oom_reaper so we
1153  * cannot assume a reduced access to memory reserves is sufficient for
1154  * !MMU
1155  */
1156 #ifdef CONFIG_MMU
1157 #define ALLOC_OOM               0x08
1158 #else
1159 #define ALLOC_OOM               ALLOC_NO_WATERMARKS
1160 #endif
1161
1162 #define ALLOC_NON_BLOCK          0x10 /* Caller cannot block. Allow access
1163                                        * to 25% of the min watermark or
1164                                        * 62.5% if __GFP_HIGH is set.
1165                                        */
1166 #define ALLOC_MIN_RESERVE        0x20 /* __GFP_HIGH set. Allow access to 50%
1167                                        * of the min watermark.
1168                                        */
1169 #define ALLOC_CPUSET             0x40 /* check for correct cpuset */
1170 #define ALLOC_CMA                0x80 /* allow allocations from CMA areas */
1171 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
1172 #define ALLOC_NOFRAGMENT        0x100 /* avoid mixing pageblock types */
1173 #else
1174 #define ALLOC_NOFRAGMENT          0x0
1175 #endif
1176 #define ALLOC_HIGHATOMIC        0x200 /* Allows access to MIGRATE_HIGHATOMIC */
1177 #define ALLOC_KSWAPD            0x800 /* allow waking of kswapd, __GFP_KSWAPD_RECLAIM set */
1178
1179 /* Flags that allow allocations below the min watermark. */
1180 #define ALLOC_RESERVES (ALLOC_NON_BLOCK|ALLOC_MIN_RESERVE|ALLOC_HIGHATOMIC|ALLOC_OOM)
1181
1182 enum ttu_flags;
1183 struct tlbflush_unmap_batch;
1184
1185
1186 /*
1187  * only for MM internal work items which do not depend on
1188  * any allocations or locks which might depend on allocations
1189  */
1190 extern struct workqueue_struct *mm_percpu_wq;
1191
1192 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
1193 void try_to_unmap_flush(void);
1194 void try_to_unmap_flush_dirty(void);
1195 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm);
1196 #else
1197 static inline void try_to_unmap_flush(void)
1198 {
1199 }
1200 static inline void try_to_unmap_flush_dirty(void)
1201 {
1202 }
1203 static inline void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
1204 {
1205 }
1206 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
1207
1208 extern const struct trace_print_flags pageflag_names[];
1209 extern const struct trace_print_flags vmaflag_names[];
1210 extern const struct trace_print_flags gfpflag_names[];
1211
1212 static inline bool is_migrate_highatomic(enum migratetype migratetype)
1213 {
1214         return migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC;
1215 }
1216
1217 void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
1218
1219 struct migration_target_control {
1220         int nid;                /* preferred node id */
1221         nodemask_t *nmask;
1222         gfp_t gfp_mask;
1223         enum migrate_reason reason;
1224 };
1225
1226 /*
1227  * mm/filemap.c
1228  */
1229 size_t splice_folio_into_pipe(struct pipe_inode_info *pipe,
1230                               struct folio *folio, loff_t fpos, size_t size);
1231
1232 /*
1233  * mm/vmalloc.c
1234  */
1235 #ifdef CONFIG_MMU
1236 void __init vmalloc_init(void);
1237 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
1238                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift);
1239 unsigned int get_vm_area_page_order(struct vm_struct *vm);
1240 #else
1241 static inline void vmalloc_init(void)
1242 {
1243 }
1244
1245 static inline
1246 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
1247                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
1248 {
1249         return -EINVAL;
1250 }
1251 #endif
1252
1253 int __must_check __vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr,
1254                                unsigned long end, pgprot_t prot,
1255                                struct page **pages, unsigned int page_shift);
1256
1257 void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
1258
1259 void __vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
1260
1261 int numa_migrate_check(struct folio *folio, struct vm_fault *vmf,
1262                       unsigned long addr, int *flags, bool writable,
1263                       int *last_cpupid);
1264
1265 void free_zone_device_folio(struct folio *folio);
1266 int migrate_device_coherent_folio(struct folio *folio);
1267
1268 struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1269                                      unsigned long align, unsigned long shift,
1270                                      unsigned long flags, unsigned long start,
1271                                      unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask,
1272                                      const void *caller);
1273
1274 /*
1275  * mm/gup.c
1276  */
1277 int __must_check try_grab_folio(struct folio *folio, int refs,
1278                                 unsigned int flags);
1279
1280 /*
1281  * mm/huge_memory.c
1282  */
1283 void touch_pud(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1284                pud_t *pud, bool write);
1285 void touch_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1286                pmd_t *pmd, bool write);
1287
1288 /*
1289  * Parses a string with mem suffixes into its order. Useful to parse kernel
1290  * parameters.
1291  */
1292 static inline int get_order_from_str(const char *size_str,
1293                                      unsigned long valid_orders)
1294 {
1295         unsigned long size;
1296         char *endptr;
1297         int order;
1298
1299         size = memparse(size_str, &endptr);
1300
1301         if (!is_power_of_2(size))
1302                 return -EINVAL;
1303         order = get_order(size);
1304         if (BIT(order) & ~valid_orders)
1305                 return -EINVAL;
1306
1307         return order;
1308 }
1309
1310 enum {
1311         /* mark page accessed */
1312         FOLL_TOUCH = 1 << 16,
1313         /* a retry, previous pass started an IO */
1314         FOLL_TRIED = 1 << 17,
1315         /* we are working on non-current tsk/mm */
1316         FOLL_REMOTE = 1 << 18,
1317         /* pages must be released via unpin_user_page */
1318         FOLL_PIN = 1 << 19,
1319         /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
1320         FOLL_FAST_ONLY = 1 << 20,
1321         /* allow unlocking the mmap lock */
1322         FOLL_UNLOCKABLE = 1 << 21,
1323         /* VMA lookup+checks compatible with MADV_POPULATE_(READ|WRITE) */
1324         FOLL_MADV_POPULATE = 1 << 22,
1325 };
1326
1327 #define INTERNAL_GUP_FLAGS (FOLL_TOUCH | FOLL_TRIED | FOLL_REMOTE | FOLL_PIN | \
1328                             FOLL_FAST_ONLY | FOLL_UNLOCKABLE | \
1329                             FOLL_MADV_POPULATE)
1330
1331 /*
1332  * Indicates for which pages that are write-protected in the page table,
1333  * whether GUP has to trigger unsharing via FAULT_FLAG_UNSHARE such that the
1334  * GUP pin will remain consistent with the pages mapped into the page tables
1335  * of the MM.
1336  *
1337  * Temporary unmapping of PageAnonExclusive() pages or clearing of
1338  * PageAnonExclusive() has to protect against concurrent GUP:
1339  * * Ordinary GUP: Using the PT lock
1340  * * GUP-fast and fork(): mm->write_protect_seq
1341  * * GUP-fast and KSM or temporary unmapping (swap, migration): see
1342  *    folio_try_share_anon_rmap_*()
1343  *
1344  * Must be called with the (sub)page that's actually referenced via the
1345  * page table entry, which might not necessarily be the head page for a
1346  * PTE-mapped THP.
1347  *
1348  * If the vma is NULL, we're coming from the GUP-fast path and might have
1349  * to fallback to the slow path just to lookup the vma.
1350  */
1351 static inline bool gup_must_unshare(struct vm_area_struct *vma,
1352                                     unsigned int flags, struct page *page)
1353 {
1354         /*
1355          * FOLL_WRITE is implicitly handled correctly as the page table entry
1356          * has to be writable -- and if it references (part of) an anonymous
1357          * folio, that part is required to be marked exclusive.
1358          */
1359         if ((flags & (FOLL_WRITE | FOLL_PIN)) != FOLL_PIN)
1360                 return false;
1361         /*
1362          * Note: PageAnon(page) is stable until the page is actually getting
1363          * freed.
1364          */
1365         if (!PageAnon(page)) {
1366                 /*
1367                  * We only care about R/O long-term pining: R/O short-term
1368                  * pinning does not have the semantics to observe successive
1369                  * changes through the process page tables.
1370                  */
1371                 if (!(flags & FOLL_LONGTERM))
1372                         return false;
1373
1374                 /* We really need the vma ... */
1375                 if (!vma)
1376                         return true;
1377
1378                 /*
1379                  * ... because we only care about writable private ("COW")
1380                  * mappings where we have to break COW early.
1381                  */
1382                 return is_cow_mapping(vma->vm_flags);
1383         }
1384
1385         /* Paired with a memory barrier in folio_try_share_anon_rmap_*(). */
1386         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_GUP_FAST))
1387                 smp_rmb();
1388
1389         /*
1390          * Note that KSM pages cannot be exclusive, and consequently,
1391          * cannot get pinned.
1392          */
1393         return !PageAnonExclusive(page);
1394 }
1395
1396 extern bool mirrored_kernelcore;
1397 extern bool memblock_has_mirror(void);
1398
1399 static __always_inline void vma_set_range(struct vm_area_struct *vma,
1400                                           unsigned long start, unsigned long end,
1401                                           pgoff_t pgoff)
1402 {
1403         vma->vm_start = start;
1404         vma->vm_end = end;
1405         vma->vm_pgoff = pgoff;
1406 }
1407
1408 static inline bool vma_soft_dirty_enabled(struct vm_area_struct *vma)
1409 {
1410         /*
1411          * NOTE: we must check this before VM_SOFTDIRTY on soft-dirty
1412          * enablements, because when without soft-dirty being compiled in,
1413          * VM_SOFTDIRTY is defined as 0x0, then !(vm_flags & VM_SOFTDIRTY)
1414          * will be constantly true.
1415          */
1416         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY))
1417                 return false;
1418
1419         /*
1420          * Soft-dirty is kind of special: its tracking is enabled when the
1421          * vma flags not set.
1422          */
1423         return !(vma->vm_flags & VM_SOFTDIRTY);
1424 }
1425
1426 static inline bool pmd_needs_soft_dirty_wp(struct vm_area_struct *vma, pmd_t pmd)
1427 {
1428         return vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pmd_soft_dirty(pmd);
1429 }
1430
1431 static inline bool pte_needs_soft_dirty_wp(struct vm_area_struct *vma, pte_t pte)
1432 {
1433         return vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte);
1434 }
1435
1436 void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
1437                                 unsigned long zone, int nid);
1438
1439 /* shrinker related functions */
1440 unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid, struct mem_cgroup *memcg,
1441                           int priority);
1442
1443 #ifdef CONFIG_64BIT
1444 static inline int can_do_mseal(unsigned long flags)
1445 {
1446         if (flags)
1447                 return -EINVAL;
1448
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 #else
1453 static inline int can_do_mseal(unsigned long flags)
1454 {
1455         return -EPERM;
1456 }
1457 #endif
1458
1459 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
1460 static inline __printf(2, 0) int shrinker_debugfs_name_alloc(
1461                         struct shrinker *shrinker, const char *fmt, va_list ap)
1462 {
1463         shrinker->name = kvasprintf_const(GFP_KERNEL, fmt, ap);
1464
1465         return shrinker->name ? 0 : -ENOMEM;
1466 }
1467
1468 static inline void shrinker_debugfs_name_free(struct shrinker *shrinker)
1469 {
1470         kfree_const(shrinker->name);
1471         shrinker->name = NULL;
1472 }
1473
1474 extern int shrinker_debugfs_add(struct shrinker *shrinker);
1475 extern struct dentry *shrinker_debugfs_detach(struct shrinker *shrinker,
1476                                               int *debugfs_id);
1477 extern void shrinker_debugfs_remove(struct dentry *debugfs_entry,
1478                                     int debugfs_id);
1479 #else /* CONFIG_SHRINKER_DEBUG */
1480 static inline int shrinker_debugfs_add(struct shrinker *shrinker)
1481 {
1482         return 0;
1483 }
1484 static inline int shrinker_debugfs_name_alloc(struct shrinker *shrinker,
1485                                               const char *fmt, va_list ap)
1486 {
1487         return 0;
1488 }
1489 static inline void shrinker_debugfs_name_free(struct shrinker *shrinker)
1490 {
1491 }
1492 static inline struct dentry *shrinker_debugfs_detach(struct shrinker *shrinker,
1493                                                      int *debugfs_id)
1494 {
1495         *debugfs_id = -1;
1496         return NULL;
1497 }
1498 static inline void shrinker_debugfs_remove(struct dentry *debugfs_entry,
1499                                            int debugfs_id)
1500 {
1501 }
1502 #endif /* CONFIG_SHRINKER_DEBUG */
1503
1504 /* Only track the nodes of mappings with shadow entries */
1505 void workingset_update_node(struct xa_node *node);
1506 extern struct list_lru shadow_nodes;
1507 #define mapping_set_update(xas, mapping) do {                   \
1508         if (!dax_mapping(mapping) && !shmem_mapping(mapping)) { \
1509                 xas_set_update(xas, workingset_update_node);    \
1510                 xas_set_lru(xas, &shadow_nodes);                \
1511         }                                                       \
1512 } while (0)
1513
1514 /* mremap.c */
1515 unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1516         unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1517         unsigned long new_addr, unsigned long len,
1518         bool need_rmap_locks, bool for_stack);
1519
1520 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
1521 void accept_page(struct page *page);
1522 #else /* CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY */
1523 static inline void accept_page(struct page *page)
1524 {
1525 }
1526 #endif /* CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY */
1527
1528 /* pagewalk.c */
1529 int walk_page_range_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1530                 unsigned long end, const struct mm_walk_ops *ops,
1531                 void *private);
1532
1533 #endif  /* __MM_INTERNAL_H */
This page took 0.111783 seconds and 4 git commands to generate.