include/linux/page-flags.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * Macros for manipulating and testing page->flags
   4  */
   5
   6 #ifndef PAGE_FLAGS_H
   7 #define PAGE_FLAGS_H
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/bug.h>
  11 #include <linux/mmdebug.h>
  12 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
  13 #include <linux/mm_types.h>
  14 #include <generated/bounds.h>
  15 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS_H */
  16
  17 /*
  18  * Various page->flags bits:
  19  *
  20  * PG_reserved is set for special pages. The "struct page" of such a page
  21  * should in general not be touched (e.g. set dirty) except by its owner.
  22  * Pages marked as PG_reserved include:
  23  * - Pages part of the kernel image (including vDSO) and similar (e.g. BIOS,
  24  *   initrd, HW tables)
  25  * - Pages reserved or allocated early during boot (before the page allocator
  26  *   was initialized). This includes (depending on the architecture) the
  27  *   initial vmemmap, initial page tables, crashkernel, elfcorehdr, and much
  28  *   much more. Once (if ever) freed, PG_reserved is cleared and they will
  29  *   be given to the page allocator.
  30  * - Pages falling into physical memory gaps - not IORESOURCE_SYSRAM. Trying
  31  *   to read/write these pages might end badly. Don't touch!
  32  * - The zero page(s)
  33  * - Pages not added to the page allocator when onlining a section because
  34  *   they were excluded via the online_page_callback() or because they are
  35  *   PG_hwpoison.
  36  * - Pages allocated in the context of kexec/kdump (loaded kernel image,
  37  *   control pages, vmcoreinfo)
  38  * - MMIO/DMA pages. Some architectures don't allow to ioremap pages that are
  39  *   not marked PG_reserved (as they might be in use by somebody else who does
  40  *   not respect the caching strategy).
  41  * - Pages part of an offline section (struct pages of offline sections should
  42  *   not be trusted as they will be initialized when first onlined).
  43  * - MCA pages on ia64
  44  * - Pages holding CPU notes for POWER Firmware Assisted Dump
  45  * - Device memory (e.g. PMEM, DAX, HMM)
  46  * Some PG_reserved pages will be excluded from the hibernation image.
  47  * PG_reserved does in general not hinder anybody from dumping or swapping
  48  * and is no longer required for remap_pfn_range(). ioremap might require it.
  49  * Consequently, PG_reserved for a page mapped into user space can indicate
  50  * the zero page, the vDSO, MMIO pages or device memory.
  51  *
  52  * The PG_private bitflag is set on pagecache pages if they contain filesystem
  53  * specific data (which is normally at page->private). It can be used by
  54  * private allocations for its own usage.
  55  *
  56  * During initiation of disk I/O, PG_locked is set. This bit is set before I/O
  57  * and cleared when writeback _starts_ or when read _completes_. PG_writeback
  58  * is set before writeback starts and cleared when it finishes.
  59  *
  60  * PG_locked also pins a page in pagecache, and blocks truncation of the file
  61  * while it is held.
  62  *
  63  * page_waitqueue(page) is a wait queue of all tasks waiting for the page
  64  * to become unlocked.
  65  *
  66  * PG_swapbacked is set when a page uses swap as a backing storage.  This are
  67  * usually PageAnon or shmem pages but please note that even anonymous pages
  68  * might lose their PG_swapbacked flag when they simply can be dropped (e.g. as
  69  * a result of MADV_FREE).
  70  *
  71  * PG_referenced, PG_reclaim are used for page reclaim for anonymous and
  72  * file-backed pagecache (see mm/vmscan.c).
  73  *
  74  * PG_error is set to indicate that an I/O error occurred on this page.
  75  *
  76  * PG_arch_1 is an architecture specific page state bit.  The generic code
  77  * guarantees that this bit is cleared for a page when it first is entered into
  78  * the page cache.
  79  *
  80  * PG_hwpoison indicates that a page got corrupted in hardware and contains
  81  * data with incorrect ECC bits that triggered a machine check. Accessing is
  82  * not safe since it may cause another machine check. Don't touch!
  83  */
  84
  85 /*
  86  * Don't use the pageflags directly.  Use the PageFoo macros.
  87  *
  88  * The page flags field is split into two parts, the main flags area
  89  * which extends from the low bits upwards, and the fields area which
  90  * extends from the high bits downwards.
  91  *
  92  *  | FIELD | ... | FLAGS |
  93  *  N-1           ^       0
  94  *               (NR_PAGEFLAGS)
  95  *
  96  * The fields area is reserved for fields mapping zone, node (for NUMA) and
  97  * SPARSEMEM section (for variants of SPARSEMEM that require section ids like
  98  * SPARSEMEM_EXTREME with !SPARSEMEM_VMEMMAP).
  99  */
 100 enum pageflags {
 101         PG_locked,              /* Page is locked. Don't touch. */
 102         PG_referenced,
 103         PG_uptodate,
 104         PG_dirty,
 105         PG_lru,
 106         PG_active,
 107         PG_workingset,
 108         PG_waiters,             /* Page has waiters, check its waitqueue. Must be bit #7 and in the same byte as "PG_locked" */
 109         PG_error,
 110         PG_slab,
 111         PG_owner_priv_1,        /* Owner use. If pagecache, fs may use*/
 112         PG_arch_1,
 113         PG_reserved,
 114         PG_private,             /* If pagecache, has fs-private data */
 115         PG_private_2,           /* If pagecache, has fs aux data */
 116         PG_writeback,           /* Page is under writeback */
 117         PG_head,                /* A head page */
 118         PG_mappedtodisk,        /* Has blocks allocated on-disk */
 119         PG_reclaim,             /* To be reclaimed asap */
 120         PG_swapbacked,          /* Page is backed by RAM/swap */
 121         PG_unevictable,         /* Page is "unevictable"  */
 122 #ifdef CONFIG_MMU
 123         PG_mlocked,             /* Page is vma mlocked */
 124 #endif
 125 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
 126         PG_uncached,            /* Page has been mapped as uncached */
 127 #endif
 128 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 129         PG_hwpoison,            /* hardware poisoned page. Don't touch */
 130 #endif
 131 #if defined(CONFIG_PAGE_IDLE_FLAG) && defined(CONFIG_64BIT)
 132         PG_young,
 133         PG_idle,
 134 #endif
 135 #ifdef CONFIG_64BIT
 136         PG_arch_2,
 137 #endif
 138 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
 139         PG_skip_kasan_poison,
 140 #endif
 141         __NR_PAGEFLAGS,
 142
 143         PG_readahead = PG_reclaim,
 144
 145         /* Filesystems */
 146         PG_checked = PG_owner_priv_1,
 147
 148         /* SwapBacked */
 149         PG_swapcache = PG_owner_priv_1, /* Swap page: swp_entry_t in private */
 150
 151         /* Two page bits are conscripted by FS-Cache to maintain local caching
 152          * state.  These bits are set on pages belonging to the netfs's inodes
 153          * when those inodes are being locally cached.
 154          */
 155         PG_fscache = PG_private_2,      /* page backed by cache */
 156
 157         /* XEN */
 158         /* Pinned in Xen as a read-only pagetable page. */
 159         PG_pinned = PG_owner_priv_1,
 160         /* Pinned as part of domain save (see xen_mm_pin_all()). */
 161         PG_savepinned = PG_dirty,
 162         /* Has a grant mapping of another (foreign) domain's page. */
 163         PG_foreign = PG_owner_priv_1,
 164         /* Remapped by swiotlb-xen. */
 165         PG_xen_remapped = PG_owner_priv_1,
 166
 167         /* SLOB */
 168         PG_slob_free = PG_private,
 169
 170         /* Compound pages. Stored in first tail page's flags */
 171         PG_double_map = PG_workingset,
 172
 173 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 174         /*
 175          * Compound pages. Stored in first tail page's flags.
 176          * Indicates that at least one subpage is hwpoisoned in the
 177          * THP.
 178          */
 179         PG_has_hwpoisoned = PG_mappedtodisk,
 180 #endif
 181
 182         /* non-lru isolated movable page */
 183         PG_isolated = PG_reclaim,
 184
 185         /* Only valid for buddy pages. Used to track pages that are reported */
 186         PG_reported = PG_uptodate,
 187 };
 188
 189 #define PAGEFLAGS_MASK          ((1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1)
 190
 191 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
 192
 193 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_FREE_VMEMMAP
 194 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_HUGETLB_PAGE_FREE_VMEMMAP_DEFAULT_ON,
 195                          hugetlb_free_vmemmap_enabled_key);
 196
 197 static __always_inline bool hugetlb_free_vmemmap_enabled(void)
 198 {
 199         return static_branch_maybe(CONFIG_HUGETLB_PAGE_FREE_VMEMMAP_DEFAULT_ON,
 200                                    &hugetlb_free_vmemmap_enabled_key);
 201 }
 202
 203 /*
 204  * If the feature of freeing some vmemmap pages associated with each HugeTLB
 205  * page is enabled, the head vmemmap page frame is reused and all of the tail
 206  * vmemmap addresses map to the head vmemmap page frame (furture details can
 207  * refer to the figure at the head of the mm/hugetlb_vmemmap.c).  In other
 208  * words, there are more than one page struct with PG_head associated with each
 209  * HugeTLB page.  We __know__ that there is only one head page struct, the tail
 210  * page structs with PG_head are fake head page structs.  We need an approach
 211  * to distinguish between those two different types of page structs so that
 212  * compound_head() can return the real head page struct when the parameter is
 213  * the tail page struct but with PG_head.
 214  *
 215  * The page_fixed_fake_head() returns the real head page struct if the @page is
 216  * fake page head, otherwise, returns @page which can either be a true page
 217  * head or tail.
 218  */
 219 static __always_inline const struct page *page_fixed_fake_head(const struct page *page)
 220 {
 221         if (!hugetlb_free_vmemmap_enabled())
 222                 return page;
 223
 224         /*
 225          * Only addresses aligned with PAGE_SIZE of struct page may be fake head
 226          * struct page. The alignment check aims to avoid access the fields (
 227          * e.g. compound_head) of the @page[1]. It can avoid touch a (possibly)
 228          * cold cacheline in some cases.
 229          */
 230         if (IS_ALIGNED((unsigned long)page, PAGE_SIZE) &&
 231             test_bit(PG_head, &page->flags)) {
 232                 /*
 233                  * We can safely access the field of the @page[1] with PG_head
 234                  * because the @page is a compound page composed with at least
 235                  * two contiguous pages.
 236                  */
 237                 unsigned long head = READ_ONCE(page[1].compound_head);
 238
 239                 if (likely(head & 1))
 240                         return (const struct page *)(head - 1);
 241         }
 242         return page;
 243 }
 244 #else
 245 static inline const struct page *page_fixed_fake_head(const struct page *page)
 246 {
 247         return page;
 248 }
 249
 250 static inline bool hugetlb_free_vmemmap_enabled(void)
 251 {
 252         return false;
 253 }
 254 #endif
 255
 256 static __always_inline int page_is_fake_head(struct page *page)
 257 {
 258         return page_fixed_fake_head(page) != page;
 259 }
 260
 261 static inline unsigned long _compound_head(const struct page *page)
 262 {
 263         unsigned long head = READ_ONCE(page->compound_head);
 264
 265         if (unlikely(head & 1))
 266                 return head - 1;
 267         return (unsigned long)page_fixed_fake_head(page);
 268 }
 269
 270 #define compound_head(page)     ((typeof(page))_compound_head(page))
 271
 272 /**
 273  * page_folio - Converts from page to folio.
 274  * @p: The page.
 275  *
 276  * Every page is part of a folio.  This function cannot be called on a
 277  * NULL pointer.
 278  *
 279  * Context: No reference, nor lock is required on @page.  If the caller
 280  * does not hold a reference, this call may race with a folio split, so
 281  * it should re-check the folio still contains this page after gaining
 282  * a reference on the folio.
 283  * Return: The folio which contains this page.
 284  */
 285 #define page_folio(p)           (_Generic((p),                          \
 286         const struct page *:    (const struct folio *)_compound_head(p), \
 287         struct page *:          (struct folio *)_compound_head(p)))
 288
 289 /**
 290  * folio_page - Return a page from a folio.
 291  * @folio: The folio.
 292  * @n: The page number to return.
 293  *
 294  * @n is relative to the start of the folio.  This function does not
 295  * check that the page number lies within @folio; the caller is presumed
 296  * to have a reference to the page.
 297  */
 298 #define folio_page(folio, n)    nth_page(&(folio)->page, n)
 299
 300 static __always_inline int PageTail(struct page *page)
 301 {
 302         return READ_ONCE(page->compound_head) & 1 || page_is_fake_head(page);
 303 }
 304
 305 static __always_inline int PageCompound(struct page *page)
 306 {
 307         return test_bit(PG_head, &page->flags) ||
 308                READ_ONCE(page->compound_head) & 1;
 309 }
 310
 311 #define PAGE_POISON_PATTERN     -1l
 312 static inline int PagePoisoned(const struct page *page)
 313 {
 314         return READ_ONCE(page->flags) == PAGE_POISON_PATTERN;
 315 }
 316
 317 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 318 void page_init_poison(struct page *page, size_t size);
 319 #else
 320 static inline void page_init_poison(struct page *page, size_t size)
 321 {
 322 }
 323 #endif
 324
 325 static unsigned long *folio_flags(struct folio *folio, unsigned n)
 326 {
 327         struct page *page = &folio->page;
 328
 329         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
 330         VM_BUG_ON_PGFLAGS(n > 0 && !test_bit(PG_head, &page->flags), page);
 331         return &page[n].flags;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Page flags policies wrt compound pages
 336  *
 337  * PF_POISONED_CHECK
 338  *     check if this struct page poisoned/uninitialized
 339  *
 340  * PF_ANY:
 341  *     the page flag is relevant for small, head and tail pages.
 342  *
 343  * PF_HEAD:
 344  *     for compound page all operations related to the page flag applied to
 345  *     head page.
 346  *
 347  * PF_ONLY_HEAD:
 348  *     for compound page, callers only ever operate on the head page.
 349  *
 350  * PF_NO_TAIL:
 351  *     modifications of the page flag must be done on small or head pages,
 352  *     checks can be done on tail pages too.
 353  *
 354  * PF_NO_COMPOUND:
 355  *     the page flag is not relevant for compound pages.
 356  *
 357  * PF_SECOND:
 358  *     the page flag is stored in the first tail page.
 359  */
 360 #define PF_POISONED_CHECK(page) ({                                      \
 361                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(PagePoisoned(page), page);            \
 362                 page; })
 363 #define PF_ANY(page, enforce)   PF_POISONED_CHECK(page)
 364 #define PF_HEAD(page, enforce)  PF_POISONED_CHECK(compound_head(page))
 365 #define PF_ONLY_HEAD(page, enforce) ({                                  \
 366                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);                \
 367                 PF_POISONED_CHECK(page); })
 368 #define PF_NO_TAIL(page, enforce) ({                                    \
 369                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(enforce && PageTail(page), page);     \
 370                 PF_POISONED_CHECK(compound_head(page)); })
 371 #define PF_NO_COMPOUND(page, enforce) ({                                \
 372                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(enforce && PageCompound(page), page); \
 373                 PF_POISONED_CHECK(page); })
 374 #define PF_SECOND(page, enforce) ({                                     \
 375                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageHead(page), page);               \
 376                 PF_POISONED_CHECK(&page[1]); })
 377
 378 /* Which page is the flag stored in */
 379 #define FOLIO_PF_ANY            0
 380 #define FOLIO_PF_HEAD           0
 381 #define FOLIO_PF_ONLY_HEAD      0
 382 #define FOLIO_PF_NO_TAIL        0
 383 #define FOLIO_PF_NO_COMPOUND    0
 384 #define FOLIO_PF_SECOND         1
 385
 386 /*
 387  * Macros to create function definitions for page flags
 388  */
 389 #define TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
 390 static __always_inline bool folio_test_##lname(struct folio *folio)     \
 391 { return test_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }    \
 392 static __always_inline int Page##uname(struct page *page)               \
 393 { return test_bit(PG_##lname, &policy(page, 0)->flags); }
 394
 395 #define SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                               \
 396 static __always_inline                                                  \
 397 void folio_set_##lname(struct folio *folio)                             \
 398 { set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }            \
 399 static __always_inline void SetPage##uname(struct page *page)           \
 400 { set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 401
 402 #define CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
 403 static __always_inline                                                  \
 404 void folio_clear_##lname(struct folio *folio)                           \
 405 { clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }          \
 406 static __always_inline void ClearPage##uname(struct page *page)         \
 407 { clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 408
 409 #define __SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
 410 static __always_inline                                                  \
 411 void __folio_set_##lname(struct folio *folio)                           \
 412 { __set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }          \
 413 static __always_inline void __SetPage##uname(struct page *page)         \
 414 { __set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 415
 416 #define __CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)                           \
 417 static __always_inline                                                  \
 418 void __folio_clear_##lname(struct folio *folio)                         \
 419 { __clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }        \
 420 static __always_inline void __ClearPage##uname(struct page *page)       \
 421 { __clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 422
 423 #define TESTSETFLAG(uname, lname, policy)                               \
 424 static __always_inline                                                  \
 425 bool folio_test_set_##lname(struct folio *folio)                        \
 426 { return test_and_set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); } \
 427 static __always_inline int TestSetPage##uname(struct page *page)        \
 428 { return test_and_set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 429
 430 #define TESTCLEARFLAG(uname, lname, policy)                             \
 431 static __always_inline                                                  \
 432 bool folio_test_clear_##lname(struct folio *folio)                      \
 433 { return test_and_clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); } \
 434 static __always_inline int TestClearPage##uname(struct page *page)      \
 435 { return test_and_clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
 436
 437 #define PAGEFLAG(uname, lname, policy)                                  \
 438         TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
 439         SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                               \
 440         CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)
 441
 442 #define __PAGEFLAG(uname, lname, policy)                                \
 443         TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
 444         __SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
 445         __CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)
 446
 447 #define TESTSCFLAG(uname, lname, policy)                                \
 448         TESTSETFLAG(uname, lname, policy)                               \
 449         TESTCLEARFLAG(uname, lname, policy)
 450
 451 #define TESTPAGEFLAG_FALSE(uname, lname)                                \
 452 static inline bool folio_test_##lname(const struct folio *folio) { return false; } \
 453 static inline int Page##uname(const struct page *page) { return 0; }
 454
 455 #define SETPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                                  \
 456 static inline void folio_set_##lname(struct folio *folio) { }           \
 457 static inline void SetPage##uname(struct page *page) {  }
 458
 459 #define CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                                \
 460 static inline void folio_clear_##lname(struct folio *folio) { }         \
 461 static inline void ClearPage##uname(struct page *page) {  }
 462
 463 #define __CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                              \
 464 static inline void __folio_clear_##lname(struct folio *folio) { }       \
 465 static inline void __ClearPage##uname(struct page *page) {  }
 466
 467 #define TESTSETFLAG_FALSE(uname, lname)                                 \
 468 static inline bool folio_test_set_##lname(struct folio *folio)          \
 469 { return 0; }                                                           \
 470 static inline int TestSetPage##uname(struct page *page) { return 0; }
 471
 472 #define TESTCLEARFLAG_FALSE(uname, lname)                               \
 473 static inline bool folio_test_clear_##lname(struct folio *folio)        \
 474 { return 0; }                                                           \
 475 static inline int TestClearPage##uname(struct page *page) { return 0; }
 476
 477 #define PAGEFLAG_FALSE(uname, lname) TESTPAGEFLAG_FALSE(uname, lname)   \
 478         SETPAGEFLAG_NOOP(uname, lname) CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)
 479
 480 #define TESTSCFLAG_FALSE(uname, lname)                                  \
 481         TESTSETFLAG_FALSE(uname, lname) TESTCLEARFLAG_FALSE(uname, lname)
 482
 483 __PAGEFLAG(Locked, locked, PF_NO_TAIL)
 484 PAGEFLAG(Waiters, waiters, PF_ONLY_HEAD)
 485 PAGEFLAG(Error, error, PF_NO_TAIL) TESTCLEARFLAG(Error, error, PF_NO_TAIL)
 486 PAGEFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
 487         TESTCLEARFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
 488         __SETPAGEFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
 489 PAGEFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD) TESTSCFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD)
 490         __CLEARPAGEFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD)
 491 PAGEFLAG(LRU, lru, PF_HEAD) __CLEARPAGEFLAG(LRU, lru, PF_HEAD)
 492         TESTCLEARFLAG(LRU, lru, PF_HEAD)
 493 PAGEFLAG(Active, active, PF_HEAD) __CLEARPAGEFLAG(Active, active, PF_HEAD)
 494         TESTCLEARFLAG(Active, active, PF_HEAD)
 495 PAGEFLAG(Workingset, workingset, PF_HEAD)
 496         TESTCLEARFLAG(Workingset, workingset, PF_HEAD)
 497 __PAGEFLAG(Slab, slab, PF_NO_TAIL)
 498 __PAGEFLAG(SlobFree, slob_free, PF_NO_TAIL)
 499 PAGEFLAG(Checked, checked, PF_NO_COMPOUND)         /* Used by some filesystems */
 500
 501 /* Xen */
 502 PAGEFLAG(Pinned, pinned, PF_NO_COMPOUND)
 503         TESTSCFLAG(Pinned, pinned, PF_NO_COMPOUND)
 504 PAGEFLAG(SavePinned, savepinned, PF_NO_COMPOUND);
 505 PAGEFLAG(Foreign, foreign, PF_NO_COMPOUND);
 506 PAGEFLAG(XenRemapped, xen_remapped, PF_NO_COMPOUND)
 507         TESTCLEARFLAG(XenRemapped, xen_remapped, PF_NO_COMPOUND)
 508
 509 PAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
 510         __CLEARPAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
 511         __SETPAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
 512 PAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
 513         __CLEARPAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
 514         __SETPAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
 515
 516 /*
 517  * Private page markings that may be used by the filesystem that owns the page
 518  * for its own purposes.
 519  * - PG_private and PG_private_2 cause releasepage() and co to be invoked
 520  */
 521 PAGEFLAG(Private, private, PF_ANY)
 522 PAGEFLAG(Private2, private_2, PF_ANY) TESTSCFLAG(Private2, private_2, PF_ANY)
 523 PAGEFLAG(OwnerPriv1, owner_priv_1, PF_ANY)
 524         TESTCLEARFLAG(OwnerPriv1, owner_priv_1, PF_ANY)
 525
 526 /*
 527  * Only test-and-set exist for PG_writeback.  The unconditional operators are
 528  * risky: they bypass page accounting.
 529  */
 530 TESTPAGEFLAG(Writeback, writeback, PF_NO_TAIL)
 531         TESTSCFLAG(Writeback, writeback, PF_NO_TAIL)
 532 PAGEFLAG(MappedToDisk, mappedtodisk, PF_NO_TAIL)
 533
 534 /* PG_readahead is only used for reads; PG_reclaim is only for writes */
 535 PAGEFLAG(Reclaim, reclaim, PF_NO_TAIL)
 536         TESTCLEARFLAG(Reclaim, reclaim, PF_NO_TAIL)
 537 PAGEFLAG(Readahead, readahead, PF_NO_COMPOUND)
 538         TESTCLEARFLAG(Readahead, readahead, PF_NO_COMPOUND)
 539
 540 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 541 /*
 542  * Must use a macro here due to header dependency issues. page_zone() is not
 543  * available at this point.
 544  */
 545 #define PageHighMem(__p) is_highmem_idx(page_zonenum(__p))
 546 #else
 547 PAGEFLAG_FALSE(HighMem, highmem)
 548 #endif
 549
 550 #ifdef CONFIG_SWAP
 551 static __always_inline bool folio_test_swapcache(struct folio *folio)
 552 {
 553         return folio_test_swapbacked(folio) &&
 554                         test_bit(PG_swapcache, folio_flags(folio, 0));
 555 }
 556
 557 static __always_inline bool PageSwapCache(struct page *page)
 558 {
 559         return folio_test_swapcache(page_folio(page));
 560 }
 561
 562 SETPAGEFLAG(SwapCache, swapcache, PF_NO_TAIL)
 563 CLEARPAGEFLAG(SwapCache, swapcache, PF_NO_TAIL)
 564 #else
 565 PAGEFLAG_FALSE(SwapCache, swapcache)
 566 #endif
 567
 568 PAGEFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
 569         __CLEARPAGEFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
 570         TESTCLEARFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
 571
 572 #ifdef CONFIG_MMU
 573 PAGEFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
 574         __CLEARPAGEFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
 575         TESTSCFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
 576 #else
 577 PAGEFLAG_FALSE(Mlocked, mlocked) __CLEARPAGEFLAG_NOOP(Mlocked, mlocked)
 578         TESTSCFLAG_FALSE(Mlocked, mlocked)
 579 #endif
 580
 581 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
 582 PAGEFLAG(Uncached, uncached, PF_NO_COMPOUND)
 583 #else
 584 PAGEFLAG_FALSE(Uncached, uncached)
 585 #endif
 586
 587 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 588 PAGEFLAG(HWPoison, hwpoison, PF_ANY)
 589 TESTSCFLAG(HWPoison, hwpoison, PF_ANY)
 590 #define __PG_HWPOISON (1UL << PG_hwpoison)
 591 #define MAGIC_HWPOISON  0x48575053U     /* HWPS */
 592 extern void SetPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
 593 extern void ClearPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
 594 extern bool take_page_off_buddy(struct page *page);
 595 extern bool put_page_back_buddy(struct page *page);
 596 #else
 597 PAGEFLAG_FALSE(HWPoison, hwpoison)
 598 #define __PG_HWPOISON 0
 599 #endif
 600
 601 #if defined(CONFIG_PAGE_IDLE_FLAG) && defined(CONFIG_64BIT)
 602 TESTPAGEFLAG(Young, young, PF_ANY)
 603 SETPAGEFLAG(Young, young, PF_ANY)
 604 TESTCLEARFLAG(Young, young, PF_ANY)
 605 PAGEFLAG(Idle, idle, PF_ANY)
 606 #endif
 607
 608 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
 609 PAGEFLAG(SkipKASanPoison, skip_kasan_poison, PF_HEAD)
 610 #else
 611 PAGEFLAG_FALSE(SkipKASanPoison, skip_kasan_poison)
 612 #endif
 613
 614 /*
 615  * PageReported() is used to track reported free pages within the Buddy
 616  * allocator. We can use the non-atomic version of the test and set
 617  * operations as both should be shielded with the zone lock to prevent
 618  * any possible races on the setting or clearing of the bit.
 619  */
 620 __PAGEFLAG(Reported, reported, PF_NO_COMPOUND)
 621
 622 /*
 623  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
 624  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
 625  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
 626  *
 627  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
 628  * the PAGE_MAPPING_MOVABLE bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON
 629  * bit; and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
 630  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
 631  *
 632  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is used for non-lru movable
 633  * page and then page->mapping points a struct address_space.
 634  *
 635  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
 636  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
 637  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
 638  */
 639 #define PAGE_MAPPING_ANON       0x1
 640 #define PAGE_MAPPING_MOVABLE    0x2
 641 #define PAGE_MAPPING_KSM        (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_MOVABLE)
 642 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_MOVABLE)
 643
 644 static __always_inline int PageMappingFlags(struct page *page)
 645 {
 646         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != 0;
 647 }
 648
 649 static __always_inline bool folio_test_anon(struct folio *folio)
 650 {
 651         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
 652 }
 653
 654 static __always_inline bool PageAnon(struct page *page)
 655 {
 656         return folio_test_anon(page_folio(page));
 657 }
 658
 659 static __always_inline int __PageMovable(struct page *page)
 660 {
 661         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) ==
 662                                 PAGE_MAPPING_MOVABLE;
 663 }
 664
 665 #ifdef CONFIG_KSM
 666 /*
 667  * A KSM page is one of those write-protected "shared pages" or "merged pages"
 668  * which KSM maps into multiple mms, wherever identical anonymous page content
 669  * is found in VM_MERGEABLE vmas.  It's a PageAnon page, pointing not to any
 670  * anon_vma, but to that page's node of the stable tree.
 671  */
 672 static __always_inline bool folio_test_ksm(struct folio *folio)
 673 {
 674         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) ==
 675                                 PAGE_MAPPING_KSM;
 676 }
 677
 678 static __always_inline bool PageKsm(struct page *page)
 679 {
 680         return folio_test_ksm(page_folio(page));
 681 }
 682 #else
 683 TESTPAGEFLAG_FALSE(Ksm, ksm)
 684 #endif
 685
 686 u64 stable_page_flags(struct page *page);
 687
 688 /**
 689  * folio_test_uptodate - Is this folio up to date?
 690  * @folio: The folio.
 691  *
 692  * The uptodate flag is set on a folio when every byte in the folio is
 693  * at least as new as the corresponding bytes on storage.  Anonymous
 694  * and CoW folios are always uptodate.  If the folio is not uptodate,
 695  * some of the bytes in it may be; see the is_partially_uptodate()
 696  * address_space operation.
 697  */
 698 static inline bool folio_test_uptodate(struct folio *folio)
 699 {
 700         bool ret = test_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
 701         /*
 702          * Must ensure that the data we read out of the folio is loaded
 703          * _after_ we've loaded folio->flags to check the uptodate bit.
 704          * We can skip the barrier if the folio is not uptodate, because
 705          * we wouldn't be reading anything from it.
 706          *
 707          * See folio_mark_uptodate() for the other side of the story.
 708          */
 709         if (ret)
 710                 smp_rmb();
 711
 712         return ret;
 713 }
 714
 715 static inline int PageUptodate(struct page *page)
 716 {
 717         return folio_test_uptodate(page_folio(page));
 718 }
 719
 720 static __always_inline void __folio_mark_uptodate(struct folio *folio)
 721 {
 722         smp_wmb();
 723         __set_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
 724 }
 725
 726 static __always_inline void folio_mark_uptodate(struct folio *folio)
 727 {
 728         /*
 729          * Memory barrier must be issued before setting the PG_uptodate bit,
 730          * so that all previous stores issued in order to bring the folio
 731          * uptodate are actually visible before folio_test_uptodate becomes true.
 732          */
 733         smp_wmb();
 734         set_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
 735 }
 736
 737 static __always_inline void __SetPageUptodate(struct page *page)
 738 {
 739         __folio_mark_uptodate((struct folio *)page);
 740 }
 741
 742 static __always_inline void SetPageUptodate(struct page *page)
 743 {
 744         folio_mark_uptodate((struct folio *)page);
 745 }
 746
 747 CLEARPAGEFLAG(Uptodate, uptodate, PF_NO_TAIL)
 748
 749 bool __folio_start_writeback(struct folio *folio, bool keep_write);
 750 bool set_page_writeback(struct page *page);
 751
 752 #define folio_start_writeback(folio)                    \
 753         __folio_start_writeback(folio, false)
 754 #define folio_start_writeback_keepwrite(folio)  \
 755         __folio_start_writeback(folio, true)
 756
 757 static inline void set_page_writeback_keepwrite(struct page *page)
 758 {
 759         folio_start_writeback_keepwrite(page_folio(page));
 760 }
 761
 762 static inline bool test_set_page_writeback(struct page *page)
 763 {
 764         return set_page_writeback(page);
 765 }
 766
 767 static __always_inline bool folio_test_head(struct folio *folio)
 768 {
 769         return test_bit(PG_head, folio_flags(folio, FOLIO_PF_ANY));
 770 }
 771
 772 static __always_inline int PageHead(struct page *page)
 773 {
 774         PF_POISONED_CHECK(page);
 775         return test_bit(PG_head, &page->flags) && !page_is_fake_head(page);
 776 }
 777
 778 __SETPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
 779 __CLEARPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
 780 CLEARPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
 781
 782 /**
 783  * folio_test_large() - Does this folio contain more than one page?
 784  * @folio: The folio to test.
 785  *
 786  * Return: True if the folio is larger than one page.
 787  */
 788 static inline bool folio_test_large(struct folio *folio)
 789 {
 790         return folio_test_head(folio);
 791 }
 792
 793 static __always_inline void set_compound_head(struct page *page, struct page *head)
 794 {
 795         WRITE_ONCE(page->compound_head, (unsigned long)head + 1);
 796 }
 797
 798 static __always_inline void clear_compound_head(struct page *page)
 799 {
 800         WRITE_ONCE(page->compound_head, 0);
 801 }
 802
 803 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 804 static inline void ClearPageCompound(struct page *page)
 805 {
 806         BUG_ON(!PageHead(page));
 807         ClearPageHead(page);
 808 }
 809 #endif
 810
 811 #define PG_head_mask ((1UL << PG_head))
 812
 813 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 814 int PageHuge(struct page *page);
 815 int PageHeadHuge(struct page *page);
 816 static inline bool folio_test_hugetlb(struct folio *folio)
 817 {
 818         return PageHeadHuge(&folio->page);
 819 }
 820 #else
 821 TESTPAGEFLAG_FALSE(Huge, hugetlb)
 822 TESTPAGEFLAG_FALSE(HeadHuge, headhuge)
 823 #endif
 824
 825 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 826 /*
 827  * PageHuge() only returns true for hugetlbfs pages, but not for
 828  * normal or transparent huge pages.
 829  *
 830  * PageTransHuge() returns true for both transparent huge and
 831  * hugetlbfs pages, but not normal pages. PageTransHuge() can only be
 832  * called only in the core VM paths where hugetlbfs pages can't exist.
 833  */
 834 static inline int PageTransHuge(struct page *page)
 835 {
 836         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
 837         return PageHead(page);
 838 }
 839
 840 static inline bool folio_test_transhuge(struct folio *folio)
 841 {
 842         return folio_test_head(folio);
 843 }
 844
 845 /*
 846  * PageTransCompound returns true for both transparent huge pages
 847  * and hugetlbfs pages, so it should only be called when it's known
 848  * that hugetlbfs pages aren't involved.
 849  */
 850 static inline int PageTransCompound(struct page *page)
 851 {
 852         return PageCompound(page);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * PageTransTail returns true for both transparent huge pages
 857  * and hugetlbfs pages, so it should only be called when it's known
 858  * that hugetlbfs pages aren't involved.
 859  */
 860 static inline int PageTransTail(struct page *page)
 861 {
 862         return PageTail(page);
 863 }
 864
 865 /*
 866  * PageDoubleMap indicates that the compound page is mapped with PTEs as well
 867  * as PMDs.
 868  *
 869  * This is required for optimization of rmap operations for THP: we can postpone
 870  * per small page mapcount accounting (and its overhead from atomic operations)
 871  * until the first PMD split.
 872  *
 873  * For the page PageDoubleMap means ->_mapcount in all sub-pages is offset up
 874  * by one. This reference will go away with last compound_mapcount.
 875  *
 876  * See also __split_huge_pmd_locked() and page_remove_anon_compound_rmap().
 877  */
 878 PAGEFLAG(DoubleMap, double_map, PF_SECOND)
 879         TESTSCFLAG(DoubleMap, double_map, PF_SECOND)
 880 #else
 881 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransHuge, transhuge)
 882 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransCompound, transcompound)
 883 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransCompoundMap, transcompoundmap)
 884 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransTail, transtail)
 885 PAGEFLAG_FALSE(DoubleMap, double_map)
 886         TESTSCFLAG_FALSE(DoubleMap, double_map)
 887 #endif
 888
 889 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 890 /*
 891  * PageHasHWPoisoned indicates that at least one subpage is hwpoisoned in the
 892  * compound page.
 893  *
 894  * This flag is set by hwpoison handler.  Cleared by THP split or free page.
 895  */
 896 PAGEFLAG(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned, PF_SECOND)
 897         TESTSCFLAG(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned, PF_SECOND)
 898 #else
 899 PAGEFLAG_FALSE(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned)
 900         TESTSCFLAG_FALSE(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned)
 901 #endif
 902
 903 /*
 904  * Check if a page is currently marked HWPoisoned. Note that this check is
 905  * best effort only and inherently racy: there is no way to synchronize with
 906  * failing hardware.
 907  */
 908 static inline bool is_page_hwpoison(struct page *page)
 909 {
 910         if (PageHWPoison(page))
 911                 return true;
 912         return PageHuge(page) && PageHWPoison(compound_head(page));
 913 }
 914
 915 /*
 916  * For pages that are never mapped to userspace (and aren't PageSlab),
 917  * page_type may be used.  Because it is initialised to -1, we invert the
 918  * sense of the bit, so __SetPageFoo *clears* the bit used for PageFoo, and
 919  * __ClearPageFoo *sets* the bit used for PageFoo.  We reserve a few high and
 920  * low bits so that an underflow or overflow of page_mapcount() won't be
 921  * mistaken for a page type value.
 922  */
 923
 924 #define PAGE_TYPE_BASE  0xf0000000
 925 /* Reserve              0x0000007f to catch underflows of page_mapcount */
 926 #define PAGE_MAPCOUNT_RESERVE   -128
 927 #define PG_buddy        0x00000080
 928 #define PG_offline      0x00000100
 929 #define PG_table        0x00000200
 930 #define PG_guard        0x00000400
 931
 932 #define PageType(page, flag)                                            \
 933         ((page->page_type & (PAGE_TYPE_BASE | flag)) == PAGE_TYPE_BASE)
 934
 935 static inline int page_has_type(struct page *page)
 936 {
 937         return (int)page->page_type < PAGE_MAPCOUNT_RESERVE;
 938 }
 939
 940 #define PAGE_TYPE_OPS(uname, lname)                                     \
 941 static __always_inline int Page##uname(struct page *page)               \
 942 {                                                                       \
 943         return PageType(page, PG_##lname);                              \
 944 }                                                                       \
 945 static __always_inline void __SetPage##uname(struct page *page)         \
 946 {                                                                       \
 947         VM_BUG_ON_PAGE(!PageType(page, 0), page);                       \
 948         page->page_type &= ~PG_##lname;                                 \
 949 }                                                                       \
 950 static __always_inline void __ClearPage##uname(struct page *page)       \
 951 {                                                                       \
 952         VM_BUG_ON_PAGE(!Page##uname(page), page);                       \
 953         page->page_type |= PG_##lname;                                  \
 954 }
 955
 956 /*
 957  * PageBuddy() indicates that the page is free and in the buddy system
 958  * (see mm/page_alloc.c).
 959  */
 960 PAGE_TYPE_OPS(Buddy, buddy)
 961
 962 /*
 963  * PageOffline() indicates that the page is logically offline although the
 964  * containing section is online. (e.g. inflated in a balloon driver or
 965  * not onlined when onlining the section).
 966  * The content of these pages is effectively stale. Such pages should not
 967  * be touched (read/write/dump/save) except by their owner.
 968  *
 969  * If a driver wants to allow to offline unmovable PageOffline() pages without
 970  * putting them back to the buddy, it can do so via the memory notifier by
 971  * decrementing the reference count in MEM_GOING_OFFLINE and incrementing the
 972  * reference count in MEM_CANCEL_OFFLINE. When offlining, the PageOffline()
 973  * pages (now with a reference count of zero) are treated like free pages,
 974  * allowing the containing memory block to get offlined. A driver that
 975  * relies on this feature is aware that re-onlining the memory block will
 976  * require to re-set the pages PageOffline() and not giving them to the
 977  * buddy via online_page_callback_t.
 978  *
 979  * There are drivers that mark a page PageOffline() and expect there won't be
 980  * any further access to page content. PFN walkers that read content of random
 981  * pages should check PageOffline() and synchronize with such drivers using
 982  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw().
 983  */
 984 PAGE_TYPE_OPS(Offline, offline)
 985
 986 extern void page_offline_freeze(void);
 987 extern void page_offline_thaw(void);
 988 extern void page_offline_begin(void);
 989 extern void page_offline_end(void);
 990
 991 /*
 992  * Marks pages in use as page tables.
 993  */
 994 PAGE_TYPE_OPS(Table, table)
 995
 996 /*
 997  * Marks guardpages used with debug_pagealloc.
 998  */
 999 PAGE_TYPE_OPS(Guard, guard)
1000
1001 extern bool is_free_buddy_page(struct page *page);
1002
1003 PAGEFLAG(Isolated, isolated, PF_ANY);
1004
1005 #ifdef CONFIG_MMU
1006 #define __PG_MLOCKED            (1UL << PG_mlocked)
1007 #else
1008 #define __PG_MLOCKED            0
1009 #endif
1010
1011 /*
1012  * Flags checked when a page is freed.  Pages being freed should not have
1013  * these flags set.  If they are, there is a problem.
1014  */
1015 #define PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE                                \
1016         (1UL << PG_lru          | 1UL << PG_locked      |       \
1017          1UL << PG_private      | 1UL << PG_private_2   |       \
1018          1UL << PG_writeback    | 1UL << PG_reserved    |       \
1019          1UL << PG_slab         | 1UL << PG_active      |       \
1020          1UL << PG_unevictable  | __PG_MLOCKED)
1021
1022 /*
1023  * Flags checked when a page is prepped for return by the page allocator.
1024  * Pages being prepped should not have these flags set.  If they are set,
1025  * there has been a kernel bug or struct page corruption.
1026  *
1027  * __PG_HWPOISON is exceptional because it needs to be kept beyond page's
1028  * alloc-free cycle to prevent from reusing the page.
1029  */
1030 #define PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP        \
1031         (PAGEFLAGS_MASK & ~__PG_HWPOISON)
1032
1033 #define PAGE_FLAGS_PRIVATE                              \
1034         (1UL << PG_private | 1UL << PG_private_2)
1035 /**
1036  * page_has_private - Determine if page has private stuff
1037  * @page: The page to be checked
1038  *
1039  * Determine if a page has private stuff, indicating that release routines
1040  * should be invoked upon it.
1041  */
1042 static inline int page_has_private(struct page *page)
1043 {
1044         return !!(page->flags & PAGE_FLAGS_PRIVATE);
1045 }
1046
1047 static inline bool folio_has_private(struct folio *folio)
1048 {
1049         return page_has_private(&folio->page);
1050 }
1051
1052 #undef PF_ANY
1053 #undef PF_HEAD
1054 #undef PF_ONLY_HEAD
1055 #undef PF_NO_TAIL
1056 #undef PF_NO_COMPOUND
1057 #undef PF_SECOND
1058 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS_H */
1059
1060 #endif  /* PAGE_FLAGS_H */