]> Git Repo - J-linux.git/blob - include/linux/mm.h
Merge tag 'net-next-5.14' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev...
[J-linux.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 statments 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 /*
242  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
243  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
244  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
245  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
246  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
247  * mmap() functions).
248  */
249
250 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
251 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
252 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
253
254 #ifndef CONFIG_MMU
255 extern struct rb_root nommu_region_tree;
256 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
257
258 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
259 #endif
260
261 /*
262  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
263  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
264  */
265 #define VM_NONE         0x00000000
266
267 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
268 #define VM_WRITE        0x00000002
269 #define VM_EXEC         0x00000004
270 #define VM_SHARED       0x00000008
271
272 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
273 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
274 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
275 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
276 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
277
278 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
281 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
282 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
283
284 #define VM_LOCKED       0x00002000
285 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
286
287                                         /* Used by sys_madvise() */
288 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
289 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
290
291 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
292 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
293 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
294 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
295 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
296 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
297 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
298 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
299 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
300 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
301
302 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
303 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
304 #else
305 # define VM_SOFTDIRTY   0
306 #endif
307
308 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
309 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
310 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
311 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
312
313 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
314 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
315 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
316 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
320 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
321 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
322 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
323 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
324 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
325
326 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
327 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
328 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
329 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
330 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
331 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
332 #ifdef CONFIG_PPC
333 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
334 #else
335 # define VM_PKEY_BIT4  0
336 #endif
337 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
338
339 #if defined(CONFIG_X86)
340 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
341 #elif defined(CONFIG_PPC)
342 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
343 #elif defined(CONFIG_PARISC)
344 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
345 #elif defined(CONFIG_IA64)
346 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
347 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
348 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
349 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
350 #elif defined(CONFIG_ARM64)
351 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
353 #elif !defined(CONFIG_MMU)
354 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
355 #endif
356
357 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
358 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
359 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
360 #else
361 # define VM_MTE         VM_NONE
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
363 #endif
364
365 #ifndef VM_GROWSUP
366 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
367 #endif
368
369 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
370 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
371 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
372 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
373 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
374 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
375
376 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
377 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
378
379 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
380
381 /* Common data flag combinations */
382 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
383                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
384 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
385                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
386 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
387                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
388
389 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
390 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
391 #endif
392
393 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
394 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
395 #endif
396
397 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
398 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
399 #else
400 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
401 #endif
402
403 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
404
405 /* VMA basic access permission flags */
406 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
407
408
409 /*
410  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
411  */
412 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
413
414 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
415 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
416
417 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
418 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
419
420 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
421 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
422
423 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
424 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
425 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
426 #endif
427 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
428
429 /*
430  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
431  * low four bits) to a page protection mask..
432  */
433 extern pgprot_t protection_map[16];
434
435 /**
436  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
437  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
438  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
439  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
440  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
441  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
442  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
443  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
444  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
445  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
446  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
447  *
448  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
449  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
450  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
451  *
452  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
453  *                              this is the first try
454  *
455  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
456  *                              we've already tried at least once
457  *
458  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
459  *
460  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
461  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
462  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
463  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
464  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
465  * interrupted if necessary.
466  */
467 enum fault_flag {
468         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
469         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
470         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
471         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
472         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
473         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
474         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
475         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
476         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
477         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
478 };
479
480 /*
481  * The default fault flags that should be used by most of the
482  * arch-specific page fault handlers.
483  */
484 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
485                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
486                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
487
488 /**
489  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
490  * @flags: Fault flags.
491  *
492  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
493  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
494  * to change, in which case we can try to be polite to release the
495  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
496  * processes that would also want the mmap_lock.
497  *
498  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
499  * attempt of the fault handling; false otherwise.
500  */
501 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
502 {
503         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
504             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
505 }
506
507 #define FAULT_FLAG_TRACE \
508         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
509         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
510         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
511         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
512         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
513         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
514         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
515         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
516         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
517         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
518
519 /*
520  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
521  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
522  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
523  *
524  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
525  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
526  *
527  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
528  */
529 struct vm_fault {
530         const struct {
531                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
532                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
533                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
534                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
535         };
536         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
537                                          * XXX: should really be 'const' */
538         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
539                                          * the 'address' */
540         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
541                                          * the 'address'
542                                          */
543         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
544
545         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
546         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
547                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
548                                          * is set (which is also implied by
549                                          * VM_FAULT_ERROR).
550                                          */
551         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
552         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
553                                          * the 'address'. NULL if the page
554                                          * table hasn't been allocated.
555                                          */
556         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
557                                          * Protects pte page table if 'pte'
558                                          * is not NULL, otherwise pmd.
559                                          */
560         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
561                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
562                                          * table from atomic context.
563                                          * do_fault_around() pre-allocates
564                                          * page table to avoid allocation from
565                                          * atomic context.
566                                          */
567 };
568
569 /* page entry size for vm->huge_fault() */
570 enum page_entry_size {
571         PE_SIZE_PTE = 0,
572         PE_SIZE_PMD,
573         PE_SIZE_PUD,
574 };
575
576 /*
577  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
578  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
579  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
580  */
581 struct vm_operations_struct {
582         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
583         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
584         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
585         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
586         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
587         /*
588          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
589          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
590          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
591          */
592         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
593                         unsigned long end, unsigned long newflags);
594         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
595         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
596                         enum page_entry_size pe_size);
597         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
598                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
599         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
600
601         /* notification that a previously read-only page is about to become
602          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
603         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
604
605         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
606         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
607
608         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
609          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
610          * implementation useful for any iomem mapping.
611          */
612         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
613                       void *buf, int len, int write);
614
615         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
616          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
617          * vma to be dumped unconditionally. */
618         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA
621         /*
622          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
623          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
624          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
625          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
626          * mempolicy.
627          */
628         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
629
630         /*
631          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
632          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
633          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
634          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
635          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
636          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
637          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
638          * policy.
639          */
640         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
641                                         unsigned long addr);
642 #endif
643         /*
644          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
645          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
646          * (using pte_page()) would not find the correct page.
647          */
648         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
649                                           unsigned long addr);
650 };
651
652 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
653 {
654         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
655
656         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
657         vma->vm_mm = mm;
658         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
659         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
660 }
661
662 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
663 {
664         vma->vm_ops = NULL;
665 }
666
667 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
668 {
669         return !vma->vm_ops;
670 }
671
672 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
673 {
674         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
675
676         if (!maybe_stack)
677                 return false;
678
679         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
680                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
681                 return true;
682
683         return false;
684 }
685
686 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
687 {
688         if (!current->mm)
689                 return true;
690
691         if (current->mm != vma->vm_mm)
692                 return true;
693
694         return false;
695 }
696
697 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
698 {
699         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
700 }
701
702 #ifdef CONFIG_SHMEM
703 /*
704  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
705  * paths in userfault.
706  */
707 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
708 #else
709 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
710 #endif
711
712 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
713
714 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
715 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
716
717 struct mmu_gather;
718 struct inode;
719
720 #include <linux/huge_mm.h>
721
722 /*
723  * Methods to modify the page usage count.
724  *
725  * What counts for a page usage:
726  * - cache mapping   (page->mapping)
727  * - private data    (page->private)
728  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
729  *   is counted separately
730  *
731  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
732  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
733  */
734
735 /*
736  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
737  */
738 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
739 {
740         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
741         return page_ref_dec_and_test(page);
742 }
743
744 /*
745  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
746  * that is the case.
747  * This can be called when MMU is off so it must not access
748  * any of the virtual mappings.
749  */
750 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
751 {
752         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
753 }
754
755 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
756
757 enum {
758         REGION_INTERSECTS,
759         REGION_DISJOINT,
760         REGION_MIXED,
761 };
762
763 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
764                       unsigned long desc);
765
766 /* Support for virtually mapped pages */
767 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
768 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
769
770 /*
771  * Determine if an address is within the vmalloc range
772  *
773  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
774  * is no special casing required.
775  */
776
777 #ifndef is_ioremap_addr
778 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
779 #endif
780
781 #ifdef CONFIG_MMU
782 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
783 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
784 #else
785 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
786 {
787         return false;
788 }
789 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
790 {
791         return 0;
792 }
793 #endif
794
795 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
796 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
797 {
798         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
799 }
800 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
801 {
802         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
803 }
804 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
805 {
806         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
807 }
808
809 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
810 {
811         size_t bytes;
812
813         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
814                 return NULL;
815
816         return kvmalloc(bytes, flags);
817 }
818
819 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
820 {
821         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
822 }
823
824 extern void kvfree(const void *addr);
825 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
826
827 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
828 {
829         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
830 }
831
832 /*
833  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
834  *
835  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
836  */
837 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
838 {
839         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
840         page = compound_head(page);
841         return head_compound_mapcount(page);
842 }
843
844 /*
845  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
846  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
847  * and atomic_add_negative(-1).
848  */
849 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
850 {
851         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
852 }
853
854 int __page_mapcount(struct page *page);
855
856 /*
857  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
858  * compound_mapcount().
859  *
860  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
861  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
862  * They use this place in struct page differently.
863  */
864 static inline int page_mapcount(struct page *page)
865 {
866         if (unlikely(PageCompound(page)))
867                 return __page_mapcount(page);
868         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
869 }
870
871 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
872 int total_mapcount(struct page *page);
873 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
874 #else
875 static inline int total_mapcount(struct page *page)
876 {
877         return page_mapcount(page);
878 }
879 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
880                                            int *total_mapcount)
881 {
882         int mapcount = page_mapcount(page);
883         if (total_mapcount)
884                 *total_mapcount = mapcount;
885         return mapcount;
886 }
887 #endif
888
889 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
890 {
891         struct page *page = virt_to_page(x);
892
893         return compound_head(page);
894 }
895
896 void __put_page(struct page *page);
897
898 void put_pages_list(struct list_head *pages);
899
900 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
901
902 /*
903  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
904  * prototype for that function and accessor functions.
905  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
906  */
907 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
908
909 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
910 enum compound_dtor_id {
911         NULL_COMPOUND_DTOR,
912         COMPOUND_PAGE_DTOR,
913 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
914         HUGETLB_PAGE_DTOR,
915 #endif
916 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
917         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
918 #endif
919         NR_COMPOUND_DTORS,
920 };
921 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
922
923 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
924                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
925 {
926         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
927         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
928 }
929
930 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
931 {
932         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
933         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
934 }
935
936 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
937 {
938         if (!PageHead(page))
939                 return 0;
940         return page[1].compound_order;
941 }
942
943 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
944 {
945         /*
946          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
947          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
948          * pages cannot support it.
949          */
950         page = compound_head(page);
951         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
952 }
953
954 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
955 {
956         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
957 }
958
959 static inline int compound_pincount(struct page *page)
960 {
961         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
962         page = compound_head(page);
963         return head_compound_pincount(page);
964 }
965
966 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
967 {
968         page[1].compound_order = order;
969         page[1].compound_nr = 1U << order;
970 }
971
972 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
973 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
974 {
975         if (!PageHead(page))
976                 return 1;
977         return page[1].compound_nr;
978 }
979
980 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
981 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
982 {
983         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
984 }
985
986 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
987 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
988 {
989         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
990 }
991
992 void free_compound_page(struct page *page);
993
994 #ifdef CONFIG_MMU
995 /*
996  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
997  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
998  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
999  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1000  */
1001 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1002 {
1003         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1004                 pte = pte_mkwrite(pte);
1005         return pte;
1006 }
1007
1008 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1009 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1010
1011 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1012 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1013 #endif
1014
1015 /*
1016  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1017  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1018  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1019  * only one copy in memory, at most, normally.
1020  *
1021  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1022  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1023  *   freelist management in the buddy allocator.
1024  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1025  *
1026  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1027  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1028  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1029  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1030  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1031  *
1032  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1033  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1034  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1035  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1036  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1037  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1038  * subsequently been given references to it.
1039  *
1040  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1041  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1042  * The following discussion applies only to them.
1043  *
1044  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1045  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1046  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1047  * into the filesystem to release these pages.
1048  *
1049  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1050  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1051  * in units of PAGE_SIZE.
1052  *
1053  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1054  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1055  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1056  *
1057  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1058  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1059  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1060  *
1061  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1062  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1063  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1064  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1065  *
1066  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1067  * - inode pages may need to be read from disk,
1068  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1069  *   to be written back to the inode on disk,
1070  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1071  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1072  *   back into memory.
1073  */
1074
1075 /*
1076  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1077  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1078  */
1079
1080 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1081 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1082 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1083 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1084 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1085 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1086
1087 /*
1088  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1089  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1090  * the compiler will optimise away reference to them.
1091  */
1092 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1093 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1094 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1095 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1096 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1097
1098 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1099 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1100 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1101 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1102                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1103 #else
1104 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1105 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1106                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1107 #endif
1108
1109 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1110
1111 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1112 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1113 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1114 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1115 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1116 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1117
1118 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1119 {
1120         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1121         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1122 }
1123
1124 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1125 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1126 {
1127         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1128 }
1129 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1130                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1131 #else
1132 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1133 {
1134         return false;
1135 }
1136 #endif
1137
1138 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1139 {
1140         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1144 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1145 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1146
1147 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1148 {
1149         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1150                 return false;
1151         if (!is_zone_device_page(page))
1152                 return false;
1153         switch (page->pgmap->type) {
1154         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1155         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1156                 return true;
1157         default:
1158                 break;
1159         }
1160         return false;
1161 }
1162
1163 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1164
1165 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1166 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1167 {
1168         return false;
1169 }
1170
1171 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1172 {
1173 }
1174 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1175
1176 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1177 {
1178         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1179                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1180                 is_zone_device_page(page) &&
1181                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1182 }
1183
1184 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1185 {
1186         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1187                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1188                 is_zone_device_page(page) &&
1189                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1190 }
1191
1192 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1193 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1194         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1195
1196 static inline void get_page(struct page *page)
1197 {
1198         page = compound_head(page);
1199         /*
1200          * Getting a normal page or the head of a compound page
1201          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1202          */
1203         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1204         page_ref_inc(page);
1205 }
1206
1207 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1208 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1209                                                    unsigned int flags);
1210
1211
1212 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1213 {
1214         page = compound_head(page);
1215         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1216                 return false;
1217         page_ref_inc(page);
1218         return true;
1219 }
1220
1221 static inline void put_page(struct page *page)
1222 {
1223         page = compound_head(page);
1224
1225         /*
1226          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1227          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1228          * need to inform the device driver through callback. See
1229          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1230          */
1231         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1232                 put_devmap_managed_page(page);
1233                 return;
1234         }
1235
1236         if (put_page_testzero(page))
1237                 __put_page(page);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1242  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1243  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1244  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1245  *
1246  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1247  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1248  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1249  *
1250  * Choice of value:
1251  *
1252  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1253  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1254  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1255  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1256  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1257  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1258  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1259  *
1260  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1261  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1262  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1263  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1264  * issue.
1265  *
1266  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1267  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1268  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1269  * table entries.
1270  */
1271 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1272
1273 void unpin_user_page(struct page *page);
1274 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1275                                  bool make_dirty);
1276 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1277                                       bool make_dirty);
1278 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1279
1280 /**
1281  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1282  * @page: The page.
1283  *
1284  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1285  * a function in the pin_user_pages() family.
1286  *
1287  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1288  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1289  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1290  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1291  *
1292  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1293  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1294  * deal gracefully with a false positive.
1295  *
1296  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1297  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1298  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1299  * scheme).
1300  *
1301  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1302  *
1303  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1304  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1305  */
1306 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1307 {
1308         if (hpage_pincount_available(page))
1309                 return compound_pincount(page) > 0;
1310
1311         /*
1312          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1313          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1314          * further incrementing the refcount.
1315          *
1316          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1317          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1318          */
1319         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1320                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1321 }
1322
1323 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1324 {
1325         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1330  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1331  */
1332 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1333                                           struct page *page)
1334 {
1335         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1336                 return false;
1337
1338         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1339                 return false;
1340
1341         return page_maybe_dma_pinned(page);
1342 }
1343
1344 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1345 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1346 #endif
1347
1348 /*
1349  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1350  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1351  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1352  * node id available in page flags.
1353  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1354  * pages in a zone.
1355  */
1356 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1357 {
1358         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1359 }
1360
1361 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1362 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1363 #else
1364 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1365 {
1366         struct page *p = (struct page *)page;
1367
1368         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1369 }
1370 #endif
1371
1372 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1373 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1374 {
1375         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1376 }
1377
1378 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1379 {
1380         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1381 }
1382
1383 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1384 {
1385         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1386 }
1387
1388 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1389 {
1390         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1391 }
1392
1393 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1394 {
1395         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1396 }
1397
1398 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1399 {
1400         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1401 }
1402
1403 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1404 {
1405         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1406 }
1407
1408 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1409 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1410 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1411 {
1412         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1413 }
1414
1415 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1416 {
1417         return page->_last_cpupid;
1418 }
1419 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1420 {
1421         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1422 }
1423 #else
1424 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1425 {
1426         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1427 }
1428
1429 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1430
1431 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1432 {
1433         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1434 }
1435 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1436 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1437 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1438 {
1439         return page_to_nid(page); /* XXX */
1440 }
1441
1442 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1443 {
1444         return page_to_nid(page); /* XXX */
1445 }
1446
1447 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1448 {
1449         return -1;
1450 }
1451
1452 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1453 {
1454         return -1;
1455 }
1456
1457 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1458 {
1459         return -1;
1460 }
1461
1462 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1463 {
1464         return -1;
1465 }
1466
1467 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1468 {
1469         return true;
1470 }
1471
1472 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1473 {
1474 }
1475
1476 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1477 {
1478         return false;
1479 }
1480 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1481
1482 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1483
1484 /*
1485  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1486  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1487  * value 0x00 maps to 0xff.
1488  */
1489
1490 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1491 {
1492         u8 tag = 0xff;
1493
1494         if (kasan_enabled()) {
1495                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1496                 tag ^= 0xff;
1497         }
1498
1499         return tag;
1500 }
1501
1502 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1503 {
1504         if (kasan_enabled()) {
1505                 tag ^= 0xff;
1506                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1507                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1508         }
1509 }
1510
1511 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1512 {
1513         if (kasan_enabled())
1514                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1515 }
1516
1517 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1518
1519 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1520 {
1521         return 0xff;
1522 }
1523
1524 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1525 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1526
1527 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1528
1529 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1530 {
1531         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1532 }
1533
1534 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1535 {
1536         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1537 }
1538
1539 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1540 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1541 {
1542         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1543         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1544 }
1545
1546 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1547 {
1548         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1549 }
1550 #endif
1551
1552 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1553 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1554 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1555 {
1556         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1557                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1558 }
1559 #else
1560 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1561 {
1562         return true;
1563 }
1564 #endif
1565
1566 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1567 {
1568         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1569         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1570 }
1571
1572 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1573 {
1574         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1575         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1576 }
1577
1578 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1579         unsigned long node, unsigned long pfn)
1580 {
1581         set_page_zone(page, zone);
1582         set_page_node(page, node);
1583 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1584         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1585 #endif
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1590  */
1591 #include <linux/vmstat.h>
1592
1593 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1594 {
1595         return page_to_virt(page);
1596 }
1597
1598 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1599 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1600 #endif
1601
1602 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1603 static inline void *page_address(const struct page *page)
1604 {
1605         return page->virtual;
1606 }
1607 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1608 {
1609         page->virtual = address;
1610 }
1611 #define page_address_init()  do { } while(0)
1612 #endif
1613
1614 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1615 void *page_address(const struct page *page);
1616 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1617 void page_address_init(void);
1618 #endif
1619
1620 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1621 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1622 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1623 #define page_address_init()  do { } while(0)
1624 #endif
1625
1626 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1627 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1628 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1629
1630 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1631
1632 static inline
1633 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1634 {
1635         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1636                 return __page_file_mapping(page);
1637
1638         return page->mapping;
1639 }
1640
1641 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1642
1643 /*
1644  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1645  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1646  */
1647 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1648 {
1649         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1650                 return __page_file_index(page);
1651         return page->index;
1652 }
1653
1654 bool page_mapped(struct page *page);
1655 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1656
1657 /*
1658  * Return true only if the page has been allocated with
1659  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1660  * met implying that the system is under some pressure.
1661  */
1662 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1663 {
1664         /*
1665          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1666          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1667          * they do not need to preserve that information.
1668          */
1669         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1674  * page.
1675  */
1676 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1677 {
1678         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1679 }
1680
1681 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1682 {
1683         page->lru.next = NULL;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1688  */
1689 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1690
1691 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1692 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1693
1694 /*
1695  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1696  * various contexts.
1697  */
1698 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1699
1700 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1701
1702 #ifdef CONFIG_MMU
1703 extern bool can_do_mlock(void);
1704 #else
1705 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1706 #endif
1707 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1708 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1709
1710 /*
1711  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1712  */
1713 struct zap_details {
1714         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1715         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1716         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1717         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1718 };
1719
1720 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1721                              pte_t pte);
1722 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1723                                 pmd_t pmd);
1724
1725 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1726                   unsigned long size);
1727 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1728                     unsigned long size);
1729 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1730                 unsigned long start, unsigned long end);
1731
1732 struct mmu_notifier_range;
1733
1734 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1735                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1736 int
1737 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1738 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1739                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1740                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1741 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1742                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1743 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1744         unsigned long *pfn);
1745 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1746                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1747 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1748                         void *buf, int len, int write);
1749
1750 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1751 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1752 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1753 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1754 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1755 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1756 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1757
1758 #ifdef CONFIG_MMU
1759 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1760                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1761                                   struct pt_regs *regs);
1762 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1763                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1764                             bool *unlocked);
1765 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1766 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1767                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1768 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1769                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1770 #else
1771 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1772                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1773                                          struct pt_regs *regs)
1774 {
1775         /* should never happen if there's no MMU */
1776         BUG();
1777         return VM_FAULT_SIGBUS;
1778 }
1779 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1780                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1781 {
1782         /* should never happen if there's no MMU */
1783         BUG();
1784         return -EFAULT;
1785 }
1786 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1787 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1788                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1789 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1790                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1791 #endif
1792
1793 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1794                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1795 {
1796         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1797 }
1798
1799 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1800                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1801 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1802                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1803 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1804                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1805
1806 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1807                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1808                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1809                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1810 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1811                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1812                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1813                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1814 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1815                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1816                             struct vm_area_struct **vmas);
1817 long pin_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 get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1821                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1822 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1823                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1824 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1825                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1826 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1827                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1828
1829 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1830                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1831 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1832                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1833
1834 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1835 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1836                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1837
1838 struct kvec;
1839 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1840                         struct page **pages);
1841 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1842 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1843
1844 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1845 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1846                               unsigned int length);
1847
1848 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1849                                 struct page *page);
1850 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1851                           struct bdi_writeback *wb);
1852 int set_page_dirty(struct page *page);
1853 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1854 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1855 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1856 {
1857         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1858         if (PageDirty(page))
1859                 __cancel_dirty_page(page);
1860 }
1861 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1862
1863 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1864
1865 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1866                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1867                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1868                 bool need_rmap_locks);
1869
1870 /*
1871  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1872  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1873  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1874  * time.
1875  */
1876 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1877 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1878 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1879 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1880 /* Whether this change is for write protecting */
1881 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1882 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1883 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1884                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1885
1886 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1887                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1888                               unsigned long cp_flags);
1889 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1890                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1891                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1892
1893 /*
1894  * doesn't attempt to fault and will return short.
1895  */
1896 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1897                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1898 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1899                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1900
1901 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1902                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1903 {
1904         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1905 }
1906 /*
1907  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1908  */
1909 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1910 {
1911         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1912
1913 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1914         /*
1915          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1916          * But it's never be expected number for users.
1917          */
1918         if (val < 0)
1919                 val = 0;
1920 #endif
1921         return (unsigned long)val;
1922 }
1923
1924 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1925
1926 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1927 {
1928         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1929
1930         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1931 }
1932
1933 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1934 {
1935         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1936
1937         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1938 }
1939
1940 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1941 {
1942         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1943
1944         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1945 }
1946
1947 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1948 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1949 {
1950         if (PageSwapBacked(page))
1951                 return MM_SHMEMPAGES;
1952         return MM_FILEPAGES;
1953 }
1954
1955 static inline int mm_counter(struct page *page)
1956 {
1957         if (PageAnon(page))
1958                 return MM_ANONPAGES;
1959         return mm_counter_file(page);
1960 }
1961
1962 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1963 {
1964         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1965                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1966                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1967 }
1968
1969 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1970 {
1971         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1972 }
1973
1974 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1975 {
1976         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1977 }
1978
1979 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1980 {
1981         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1982
1983         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1984                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1985 }
1986
1987 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1988 {
1989         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1990                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1991 }
1992
1993 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1994 {
1995         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1996 }
1997
1998 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1999                                          struct mm_struct *mm)
2000 {
2001         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2002
2003         if (*maxrss < hiwater_rss)
2004                 *maxrss = hiwater_rss;
2005 }
2006
2007 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2008 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2009 #else
2010 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2011 {
2012 }
2013 #endif
2014
2015 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2016 static inline int pte_special(pte_t pte)
2017 {
2018         return 0;
2019 }
2020
2021 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2022 {
2023         return pte;
2024 }
2025 #endif
2026
2027 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2028 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2029 {
2030         return 0;
2031 }
2032 #endif
2033
2034 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2035
2036 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2037                                spinlock_t **ptl);
2038 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2039                                     spinlock_t **ptl)
2040 {
2041         pte_t *ptep;
2042         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2043         return ptep;
2044 }
2045
2046 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2047 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2048                                                 unsigned long address)
2049 {
2050         return 0;
2051 }
2052 #else
2053 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2054 #endif
2055
2056 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2057 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2058                                                 unsigned long address)
2059 {
2060         return 0;
2061 }
2062 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2063 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2064
2065 #else
2066 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2067
2068 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2069 {
2070         if (mm_pud_folded(mm))
2071                 return;
2072         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2073 }
2074
2075 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2076 {
2077         if (mm_pud_folded(mm))
2078                 return;
2079         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2080 }
2081 #endif
2082
2083 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2084 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2085                                                 unsigned long address)
2086 {
2087         return 0;
2088 }
2089
2090 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2091 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2092
2093 #else
2094 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2095
2096 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2097 {
2098         if (mm_pmd_folded(mm))
2099                 return;
2100         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2101 }
2102
2103 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2104 {
2105         if (mm_pmd_folded(mm))
2106                 return;
2107         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2108 }
2109 #endif
2110
2111 #ifdef CONFIG_MMU
2112 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2113 {
2114         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2115 }
2116
2117 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2118 {
2119         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2120 }
2121
2122 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2123 {
2124         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2125 }
2126
2127 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2128 {
2129         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2130 }
2131 #else
2132
2133 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2134 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2135 {
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2140 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2141 #endif
2142
2143 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2144 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2145
2146 #if defined(CONFIG_MMU)
2147
2148 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2149                 unsigned long address)
2150 {
2151         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2152                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2153 }
2154
2155 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2156                 unsigned long address)
2157 {
2158         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2159                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2160 }
2161
2162 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2163 {
2164         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2165                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2166 }
2167 #endif /* CONFIG_MMU */
2168
2169 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2170 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2171 void __init ptlock_cache_init(void);
2172 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2173 extern void ptlock_free(struct page *page);
2174
2175 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2176 {
2177         return page->ptl;
2178 }
2179 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2180 static inline void ptlock_cache_init(void)
2181 {
2182 }
2183
2184 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2185 {
2186         return true;
2187 }
2188
2189 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2190 {
2191 }
2192
2193 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2194 {
2195         return &page->ptl;
2196 }
2197 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2198
2199 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2200 {
2201         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2202 }
2203
2204 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2205 {
2206         /*
2207          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2208          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2209          *
2210          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2211          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2212          */
2213         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2214         if (!ptlock_alloc(page))
2215                 return false;
2216         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2217         return true;
2218 }
2219
2220 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2221 /*
2222  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2223  */
2224 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2225 {
2226         return &mm->page_table_lock;
2227 }
2228 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2229 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2230 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2231 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2232
2233 static inline void pgtable_init(void)
2234 {
2235         ptlock_cache_init();
2236         pgtable_cache_init();
2237 }
2238
2239 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2240 {
2241         if (!ptlock_init(page))
2242                 return false;
2243         __SetPageTable(page);
2244         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2245         return true;
2246 }
2247
2248 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2249 {
2250         ptlock_free(page);
2251         __ClearPageTable(page);
2252         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2253 }
2254
2255 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2256 ({                                                      \
2257         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2258         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2259         *(ptlp) = __ptl;                                \
2260         spin_lock(__ptl);                               \
2261         __pte;                                          \
2262 })
2263
2264 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2265         spin_unlock(ptl);                               \
2266         pte_unmap(pte);                                 \
2267 } while (0)
2268
2269 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2270
2271 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2272         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2273
2274 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2275         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2276                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2277
2278 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2279         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2280                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2281
2282 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2283
2284 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2285 {
2286         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2287         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2288 }
2289
2290 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2291 {
2292         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2293 }
2294
2295 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2296 {
2297 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2298         page->pmd_huge_pte = NULL;
2299 #endif
2300         return ptlock_init(page);
2301 }
2302
2303 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2304 {
2305 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2306         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2307 #endif
2308         ptlock_free(page);
2309 }
2310
2311 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2312
2313 #else
2314
2315 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2316 {
2317         return &mm->page_table_lock;
2318 }
2319
2320 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2321 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2322
2323 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2324
2325 #endif
2326
2327 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2328 {
2329         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2330         spin_lock(ptl);
2331         return ptl;
2332 }
2333
2334 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2335 {
2336         if (!pmd_ptlock_init(page))
2337                 return false;
2338         __SetPageTable(page);
2339         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2340         return true;
2341 }
2342
2343 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2344 {
2345         pmd_ptlock_free(page);
2346         __ClearPageTable(page);
2347         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2352  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2353  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2354  * which need to be converted from page_table_lock.
2355  */
2356 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2357 {
2358         return &mm->page_table_lock;
2359 }
2360
2361 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2362 {
2363         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2364
2365         spin_lock(ptl);
2366         return ptl;
2367 }
2368
2369 extern void __init pagecache_init(void);
2370 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2371 extern void free_initmem(void);
2372
2373 /*
2374  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2375  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2376  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2377  * Return pages freed into the buddy system.
2378  */
2379 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2380                                         int poison, const char *s);
2381
2382 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2383 extern void mem_init_print_info(void);
2384
2385 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2386
2387 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2388 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2389 {
2390         ClearPageReserved(page);
2391         init_page_count(page);
2392         __free_page(page);
2393         adjust_managed_page_count(page, 1);
2394 }
2395 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2396
2397 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2398 {
2399         SetPageReserved(page);
2400         adjust_managed_page_count(page, -1);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2405  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2406  * range [0, UCHAR_MAX].
2407  * Return pages freed into the buddy system.
2408  */
2409 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2410 {
2411         extern char __init_begin[], __init_end[];
2412
2413         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2414                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2415 }
2416
2417 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2418 {
2419         int nid;
2420         unsigned long phys_pages = 0;
2421
2422         for_each_online_node(nid)
2423                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2424
2425         return phys_pages;
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2430  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2431  * architecture independent manner.
2432  *
2433  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2434  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2435  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2436  * usage, an architecture is expected to do something like
2437  *
2438  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2439  *                                                       max_highmem_pfn};
2440  * for_each_valid_physical_page_range()
2441  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2442  * free_area_init(max_zone_pfns);
2443  */
2444 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2445 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2446 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2447                                                 unsigned long end_pfn);
2448 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2449                                                 unsigned long end_pfn);
2450 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2451                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2452 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2453
2454 #ifndef CONFIG_NUMA
2455 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2456 {
2457         return 0;
2458 }
2459 #else
2460 /* please see mm/page_alloc.c */
2461 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2462 #endif
2463
2464 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2465 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2466                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2467                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2468 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2469 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2470 extern void mem_init(void);
2471 extern void __init mmap_init(void);
2472 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2473 extern long si_mem_available(void);
2474 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2475 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2476 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2477 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2478 #endif
2479
2480 extern __printf(3, 4)
2481 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2482
2483 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2484
2485 /* page_alloc.c */
2486 extern int min_free_kbytes;
2487 extern int watermark_boost_factor;
2488 extern int watermark_scale_factor;
2489 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2490
2491 /* nommu.c */
2492 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2493 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2494
2495 /* interval_tree.c */
2496 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2497                               struct rb_root_cached *root);
2498 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2499                                     struct vm_area_struct *prev,
2500                                     struct rb_root_cached *root);
2501 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2502                               struct rb_root_cached *root);
2503 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2504                                 unsigned long start, unsigned long last);
2505 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2506                                 unsigned long start, unsigned long last);
2507
2508 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2509         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2510              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2511
2512 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2513                                    struct rb_root_cached *root);
2514 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2515                                    struct rb_root_cached *root);
2516 struct anon_vma_chain *
2517 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2518                                   unsigned long start, unsigned long last);
2519 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2520         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2521 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2522 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2523 #endif
2524
2525 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2526         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2527              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2528
2529 /* mmap.c */
2530 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2531 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2532         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2533         struct vm_area_struct *expand);
2534 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2535         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2536 {
2537         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2538 }
2539 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2540         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2541         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2542         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2543 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2544 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2545         unsigned long addr, int new_below);
2546 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2547         unsigned long addr, int new_below);
2548 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2549 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2550         struct rb_node **, struct rb_node *);
2551 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2552 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2553         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2554         bool *need_rmap_locks);
2555 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2556
2557 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2558                                     unsigned long new,
2559                                     unsigned long start,
2560                                     unsigned long end_data,
2561                                     unsigned long start_data)
2562 {
2563         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2564                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2565                         return -ENOSPC;
2566         }
2567
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2572 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2573
2574 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2575 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2576 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2577
2578 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2579 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2580
2581 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2582                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2583 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2584                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2585                                    unsigned long flags,
2586                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2587 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2588 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2589                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2590                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2591
2592 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2593
2594 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2595
2596 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2597         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2598         struct list_head *uf);
2599 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2600         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2601         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2602 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2603                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2604 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2605                      struct list_head *uf);
2606 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2607
2608 #ifdef CONFIG_MMU
2609 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2610                          int ignore_errors);
2611 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2612 {
2613         /* Ignore errors */
2614         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2615 }
2616 #else
2617 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2618 #endif
2619
2620 /* These take the mm semaphore themselves */
2621 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2622 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2623 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2624 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2625         unsigned long, unsigned long,
2626         unsigned long, unsigned long);
2627
2628 struct vm_unmapped_area_info {
2629 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2630         unsigned long flags;
2631         unsigned long length;
2632         unsigned long low_limit;
2633         unsigned long high_limit;
2634         unsigned long align_mask;
2635         unsigned long align_offset;
2636 };
2637
2638 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2639
2640 /* truncate.c */
2641 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2642 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2643                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2644 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2645
2646 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2647 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2648 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2649                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2650 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2651
2652 /* mm/page-writeback.c */
2653 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2654 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2655
2656 extern unsigned long stack_guard_gap;
2657 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2658 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2659
2660 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2661 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2662                 unsigned long address);
2663 #if VM_GROWSUP
2664 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2665 #else
2666   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2667 #endif
2668
2669 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2670 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2671 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2672                                              struct vm_area_struct **pprev);
2673
2674 /**
2675  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2676  * @mm: The process address space.
2677  * @start_addr: The inclusive start user address.
2678  * @end_addr: The exclusive end user address.
2679  *
2680  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2681  * start_addr < end_addr.
2682  */
2683 static inline
2684 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2685                                              unsigned long start_addr,
2686                                              unsigned long end_addr)
2687 {
2688         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2689
2690         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2691                 vma = NULL;
2692         return vma;
2693 }
2694
2695 /**
2696  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2697  * @mm: The process address space.
2698  * @addr: The user address.
2699  *
2700  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2701  */
2702 static inline
2703 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2704 {
2705         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2706
2707         if (vma && addr < vma->vm_start)
2708                 vma = NULL;
2709
2710         return vma;
2711 }
2712
2713 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2714 {
2715         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2716
2717         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2718                 vm_start -= stack_guard_gap;
2719                 if (vm_start > vma->vm_start)
2720                         vm_start = 0;
2721         }
2722         return vm_start;
2723 }
2724
2725 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2726 {
2727         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2728
2729         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2730                 vm_end += stack_guard_gap;
2731                 if (vm_end < vma->vm_end)
2732                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2733         }
2734         return vm_end;
2735 }
2736
2737 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2738 {
2739         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2740 }
2741
2742 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2743 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2744                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2745 {
2746         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2747
2748         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2749                 vma = NULL;
2750
2751         return vma;
2752 }
2753
2754 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2755                                 unsigned long start, unsigned long end)
2756 {
2757         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2758 }
2759
2760 #ifdef CONFIG_MMU
2761 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2762 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2763 #else
2764 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2765 {
2766         return __pgprot(0);
2767 }
2768 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2769 {
2770         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2771 }
2772 #endif
2773
2774 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2775
2776 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2777 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2778                         unsigned long start, unsigned long end);
2779 #endif
2780
2781 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2782 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2783                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2784 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2785                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2786 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2787 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2788                         struct page **pages, unsigned long *num);
2789 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2790                                 unsigned long num);
2791 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2792                                 unsigned long num);
2793 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2794                         unsigned long pfn);
2795 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2796                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2797 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2798                         pfn_t pfn);
2799 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2800                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2801 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2802                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2803 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2804
2805 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2806                                 unsigned long addr, struct page *page)
2807 {
2808         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2809
2810         if (err == -ENOMEM)
2811                 return VM_FAULT_OOM;
2812         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2813                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2814
2815         return VM_FAULT_NOPAGE;
2816 }
2817
2818 #ifndef io_remap_pfn_range
2819 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2820                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2821                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2822 {
2823         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2824 }
2825 #endif
2826
2827 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2828 {
2829         if (err == -ENOMEM)
2830                 return VM_FAULT_OOM;
2831         return VM_FAULT_SIGBUS;
2832 }
2833
2834 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2835                          unsigned int foll_flags);
2836
2837 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2838 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2839 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2840 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2841 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2842 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2843                                  * and return without waiting upon it */
2844 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2845 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2846 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2847 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2848 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2849 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2850 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2851 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2852 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2853 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2854 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2855 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2856 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2857
2858 /*
2859  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2860  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2861  *
2862  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2863  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2864  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2865  *
2866  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2867  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2868  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2869  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2870  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2871  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2872  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2873  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2874  *
2875  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2876  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2877  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2878  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2879  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2880  *
2881  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2882  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2883  * FOLL_LONGTERM is specified.
2884  *
2885  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2886  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2887  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2888  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2889  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2890  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2891  * a call to unpin_user_page().
2892  *
2893  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2894  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2895  * its own acquire and release mechanisms:
2896  *
2897  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2898  *
2899  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2900  *
2901  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2902  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2903  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2904  * callers, not on the pages.)
2905  *
2906  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2907  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2908  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2909  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2910  *
2911  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2912  */
2913
2914 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2915 {
2916         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2917                 return -ENOMEM;
2918         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2919                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2920         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2921                 return -EFAULT;
2922         return 0;
2923 }
2924
2925 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2926 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2927                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2928 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2929                                    unsigned long address, unsigned long size,
2930                                    pte_fn_t fn, void *data);
2931
2932 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2933 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2934 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2935 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2936 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2937 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2938 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2939 {
2940         return _page_poisoning_enabled_early;
2941 }
2942 /*
2943  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2944  * false negative result is not harmful when called too early.
2945  */
2946 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2947 {
2948         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2949 }
2950 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2951 {
2952         if (page_poisoning_enabled_static())
2953                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2954 }
2955 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2956 {
2957         if (page_poisoning_enabled_static())
2958                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2959 }
2960 #else
2961 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2962 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2963 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2964 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2965 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2966 #endif
2967
2968 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2969 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2970 {
2971         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2972                                 &init_on_alloc))
2973                 return true;
2974         return flags & __GFP_ZERO;
2975 }
2976
2977 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2978 static inline bool want_init_on_free(void)
2979 {
2980         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2981                                    &init_on_free);
2982 }
2983
2984 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2985 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2986
2987 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2988 {
2989         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2990                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2991 }
2992
2993 /*
2994  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2995  * false negative result is not harmful when called too early.
2996  */
2997 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2998 {
2999         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3000                 return false;
3001
3002         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3003 }
3004
3005 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3006 /*
3007  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3008  * __kernel_map_pages() never fails
3009  */
3010 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3011
3012 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3013 {
3014         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3015                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3016 }
3017
3018 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3019 {
3020         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3021                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3022 }
3023 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3024 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3025 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3026 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3027
3028 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3029 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3030 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3031 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3032 #else
3033 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3034 {
3035         return NULL;
3036 }
3037 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3038 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3039 {
3040         return 0;
3041 }
3042 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3043
3044 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3045
3046 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3047 extern int sysctl_drop_caches;
3048 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3049                 loff_t *);
3050 #endif
3051
3052 void drop_slab(void);
3053 void drop_slab_node(int nid);
3054
3055 #ifndef CONFIG_MMU
3056 #define randomize_va_space 0
3057 #else
3058 extern int randomize_va_space;
3059 #endif
3060
3061 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3062 #ifdef CONFIG_MMU
3063 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3064 #else
3065 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3066 {
3067 }
3068 #endif
3069
3070 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3071 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3072                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3073 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3074 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3075 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3076 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3077 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3078                             struct vmem_altmap *altmap);
3079 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3080 struct vmem_altmap;
3081 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3082                               struct vmem_altmap *altmap);
3083 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3084 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3085                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3086 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3087                 struct vmem_altmap *altmap);
3088 void vmemmap_populate_print_last(void);
3089 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3090 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3091                 struct vmem_altmap *altmap);
3092 #endif
3093 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3094                                   unsigned long nr_pages);
3095
3096 enum mf_flags {
3097         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3098         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3099         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3100         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3101 };
3102 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3103 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3104 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3105 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3106 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3107 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3108 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3109 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3110 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3111
3112
3113 /*
3114  * Error handlers for various types of pages.
3115  */
3116 enum mf_result {
3117         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3118         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3119         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3120         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3121 };
3122
3123 enum mf_action_page_type {
3124         MF_MSG_KERNEL,
3125         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3126         MF_MSG_SLAB,
3127         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3128         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3129         MF_MSG_HUGE,
3130         MF_MSG_FREE_HUGE,
3131         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3132         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3133         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3134         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3135         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3136         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3137         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3138         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3139         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3140         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3141         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3142         MF_MSG_BUDDY,
3143         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3144         MF_MSG_DAX,
3145         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3146         MF_MSG_UNKNOWN,
3147 };
3148
3149 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3150 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3151                             unsigned long addr_hint,
3152                             unsigned int pages_per_huge_page);
3153 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3154                                 unsigned long addr_hint,
3155                                 struct vm_area_struct *vma,
3156                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3157 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3158                                 const void __user *usr_src,
3159                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3160                                 bool allow_pagefault);
3161
3162 /**
3163  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3164  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3165  *
3166  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3167  * the definition in vm_normal_page().
3168  *
3169  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3170  * false otherwise.
3171  */
3172 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3173 {
3174         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3175                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3176 }
3177
3178 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3179
3180 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3181 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3182 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3183
3184 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3185 {
3186         return _debug_guardpage_minorder;
3187 }
3188
3189 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3190 {
3191         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3192 }
3193
3194 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3195 {
3196         if (!debug_guardpage_enabled())
3197                 return false;
3198
3199         return PageGuard(page);
3200 }
3201 #else
3202 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3203 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3204 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3205 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3206
3207 #if MAX_NUMNODES > 1
3208 void __init setup_nr_node_ids(void);
3209 #else
3210 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3211 #endif
3212
3213 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3214
3215 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3216 {
3217         return !memcmp_pages(page1, page2);
3218 }
3219
3220 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3221 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3222                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3223                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3224                                                 unsigned long *bitmap,
3225                                                 pgoff_t *start,
3226                                                 pgoff_t *end);
3227
3228 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3229                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3230 #endif
3231
3232 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3233
3234 #ifdef CONFIG_PRINTK
3235 void mem_dump_obj(void *object);
3236 #else
3237 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3238 #endif
3239
3240 /**
3241  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3242  * @seals: the seals to check
3243  * @vma: the vma to operate on
3244  *
3245  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3246  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3247  */
3248 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3249 {
3250         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3251                 /*
3252                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3253                  * "future write" seal active.
3254                  */
3255                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3256                         return -EPERM;
3257
3258                 /*
3259                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3260                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3261                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3262                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3263                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3264                  */
3265                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3266                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3267         }
3268
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 #endif /* __KERNEL__ */
3273 #endif /* _LINUX_MM_H */
This page took 0.220799 seconds and 4 git commands to generate.