]> Git Repo - linux.git/blob - mm/internal.h
ravb: Remove setting of RX software timestamp
[linux.git] / mm / internal.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 /* internal.h: mm/ internal definitions
3  *
4  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5  * Written by David Howells ([email protected])
6  */
7 #ifndef __MM_INTERNAL_H
8 #define __MM_INTERNAL_H
9
10 #include <linux/fs.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/rmap.h>
14 #include <linux/swap.h>
15 #include <linux/swapops.h>
16 #include <linux/tracepoint-defs.h>
17
18 struct folio_batch;
19
20 /*
21  * The set of flags that only affect watermark checking and reclaim
22  * behaviour. This is used by the MM to obey the caller constraints
23  * about IO, FS and watermark checking while ignoring placement
24  * hints such as HIGHMEM usage.
25  */
26 #define GFP_RECLAIM_MASK (__GFP_RECLAIM|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS|\
27                         __GFP_NOWARN|__GFP_RETRY_MAYFAIL|__GFP_NOFAIL|\
28                         __GFP_NORETRY|__GFP_MEMALLOC|__GFP_NOMEMALLOC|\
29                         __GFP_NOLOCKDEP)
30
31 /* The GFP flags allowed during early boot */
32 #define GFP_BOOT_MASK (__GFP_BITS_MASK & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_IO|__GFP_FS))
33
34 /* Control allocation cpuset and node placement constraints */
35 #define GFP_CONSTRAINT_MASK (__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
36
37 /* Do not use these with a slab allocator */
38 #define GFP_SLAB_BUG_MASK (__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM|~__GFP_BITS_MASK)
39
40 /*
41  * Different from WARN_ON_ONCE(), no warning will be issued
42  * when we specify __GFP_NOWARN.
43  */
44 #define WARN_ON_ONCE_GFP(cond, gfp)     ({                              \
45         static bool __section(".data.once") __warned;                   \
46         int __ret_warn_once = !!(cond);                                 \
47                                                                         \
48         if (unlikely(!(gfp & __GFP_NOWARN) && __ret_warn_once && !__warned)) { \
49                 __warned = true;                                        \
50                 WARN_ON(1);                                             \
51         }                                                               \
52         unlikely(__ret_warn_once);                                      \
53 })
54
55 void page_writeback_init(void);
56
57 /*
58  * If a 16GB hugetlb folio were mapped by PTEs of all of its 4kB pages,
59  * its nr_pages_mapped would be 0x400000: choose the ENTIRELY_MAPPED bit
60  * above that range, instead of 2*(PMD_SIZE/PAGE_SIZE).  Hugetlb currently
61  * leaves nr_pages_mapped at 0, but avoid surprise if it participates later.
62  */
63 #define ENTIRELY_MAPPED         0x800000
64 #define FOLIO_PAGES_MAPPED      (ENTIRELY_MAPPED - 1)
65
66 /*
67  * Flags passed to __show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
68  * various contexts.
69  */
70 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
71
72 /*
73  * How many individual pages have an elevated _mapcount.  Excludes
74  * the folio's entire_mapcount.
75  *
76  * Don't use this function outside of debugging code.
77  */
78 static inline int folio_nr_pages_mapped(const struct folio *folio)
79 {
80         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) & FOLIO_PAGES_MAPPED;
81 }
82
83 /*
84  * Retrieve the first entry of a folio based on a provided entry within the
85  * folio. We cannot rely on folio->swap as there is no guarantee that it has
86  * been initialized. Used for calling arch_swap_restore()
87  */
88 static inline swp_entry_t folio_swap(swp_entry_t entry,
89                 const struct folio *folio)
90 {
91         swp_entry_t swap = {
92                 .val = ALIGN_DOWN(entry.val, folio_nr_pages(folio)),
93         };
94
95         return swap;
96 }
97
98 static inline void *folio_raw_mapping(const struct folio *folio)
99 {
100         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
101
102         return (void *)(mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
103 }
104
105 #ifdef CONFIG_MMU
106
107 /* Flags for folio_pte_batch(). */
108 typedef int __bitwise fpb_t;
109
110 /* Compare PTEs after pte_mkclean(), ignoring the dirty bit. */
111 #define FPB_IGNORE_DIRTY                ((__force fpb_t)BIT(0))
112
113 /* Compare PTEs after pte_clear_soft_dirty(), ignoring the soft-dirty bit. */
114 #define FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY           ((__force fpb_t)BIT(1))
115
116 static inline pte_t __pte_batch_clear_ignored(pte_t pte, fpb_t flags)
117 {
118         if (flags & FPB_IGNORE_DIRTY)
119                 pte = pte_mkclean(pte);
120         if (likely(flags & FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY))
121                 pte = pte_clear_soft_dirty(pte);
122         return pte_wrprotect(pte_mkold(pte));
123 }
124
125 /**
126  * folio_pte_batch - detect a PTE batch for a large folio
127  * @folio: The large folio to detect a PTE batch for.
128  * @addr: The user virtual address the first page is mapped at.
129  * @start_ptep: Page table pointer for the first entry.
130  * @pte: Page table entry for the first page.
131  * @max_nr: The maximum number of table entries to consider.
132  * @flags: Flags to modify the PTE batch semantics.
133  * @any_writable: Optional pointer to indicate whether any entry except the
134  *                first one is writable.
135  * @any_young: Optional pointer to indicate whether any entry except the
136  *                first one is young.
137  * @any_dirty: Optional pointer to indicate whether any entry except the
138  *                first one is dirty.
139  *
140  * Detect a PTE batch: consecutive (present) PTEs that map consecutive
141  * pages of the same large folio.
142  *
143  * All PTEs inside a PTE batch have the same PTE bits set, excluding the PFN,
144  * the accessed bit, writable bit, dirty bit (with FPB_IGNORE_DIRTY) and
145  * soft-dirty bit (with FPB_IGNORE_SOFT_DIRTY).
146  *
147  * start_ptep must map any page of the folio. max_nr must be at least one and
148  * must be limited by the caller so scanning cannot exceed a single page table.
149  *
150  * Return: the number of table entries in the batch.
151  */
152 static inline int folio_pte_batch(struct folio *folio, unsigned long addr,
153                 pte_t *start_ptep, pte_t pte, int max_nr, fpb_t flags,
154                 bool *any_writable, bool *any_young, bool *any_dirty)
155 {
156         unsigned long folio_end_pfn = folio_pfn(folio) + folio_nr_pages(folio);
157         const pte_t *end_ptep = start_ptep + max_nr;
158         pte_t expected_pte, *ptep;
159         bool writable, young, dirty;
160         int nr;
161
162         if (any_writable)
163                 *any_writable = false;
164         if (any_young)
165                 *any_young = false;
166         if (any_dirty)
167                 *any_dirty = false;
168
169         VM_WARN_ON_FOLIO(!pte_present(pte), folio);
170         VM_WARN_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio) || max_nr < 1, folio);
171         VM_WARN_ON_FOLIO(page_folio(pfn_to_page(pte_pfn(pte))) != folio, folio);
172
173         nr = pte_batch_hint(start_ptep, pte);
174         expected_pte = __pte_batch_clear_ignored(pte_advance_pfn(pte, nr), flags);
175         ptep = start_ptep + nr;
176
177         while (ptep < end_ptep) {
178                 pte = ptep_get(ptep);
179                 if (any_writable)
180                         writable = !!pte_write(pte);
181                 if (any_young)
182                         young = !!pte_young(pte);
183                 if (any_dirty)
184                         dirty = !!pte_dirty(pte);
185                 pte = __pte_batch_clear_ignored(pte, flags);
186
187                 if (!pte_same(pte, expected_pte))
188                         break;
189
190                 /*
191                  * Stop immediately once we reached the end of the folio. In
192                  * corner cases the next PFN might fall into a different
193                  * folio.
194                  */
195                 if (pte_pfn(pte) >= folio_end_pfn)
196                         break;
197
198                 if (any_writable)
199                         *any_writable |= writable;
200                 if (any_young)
201                         *any_young |= young;
202                 if (any_dirty)
203                         *any_dirty |= dirty;
204
205                 nr = pte_batch_hint(ptep, pte);
206                 expected_pte = pte_advance_pfn(expected_pte, nr);
207                 ptep += nr;
208         }
209
210         return min(ptep - start_ptep, max_nr);
211 }
212
213 /**
214  * pte_move_swp_offset - Move the swap entry offset field of a swap pte
215  *       forward or backward by delta
216  * @pte: The initial pte state; is_swap_pte(pte) must be true and
217  *       non_swap_entry() must be false.
218  * @delta: The direction and the offset we are moving; forward if delta
219  *       is positive; backward if delta is negative
220  *
221  * Moves the swap offset, while maintaining all other fields, including
222  * swap type, and any swp pte bits. The resulting pte is returned.
223  */
224 static inline pte_t pte_move_swp_offset(pte_t pte, long delta)
225 {
226         swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
227         pte_t new = __swp_entry_to_pte(__swp_entry(swp_type(entry),
228                                                    (swp_offset(entry) + delta)));
229
230         if (pte_swp_soft_dirty(pte))
231                 new = pte_swp_mksoft_dirty(new);
232         if (pte_swp_exclusive(pte))
233                 new = pte_swp_mkexclusive(new);
234         if (pte_swp_uffd_wp(pte))
235                 new = pte_swp_mkuffd_wp(new);
236
237         return new;
238 }
239
240
241 /**
242  * pte_next_swp_offset - Increment the swap entry offset field of a swap pte.
243  * @pte: The initial pte state; is_swap_pte(pte) must be true and
244  *       non_swap_entry() must be false.
245  *
246  * Increments the swap offset, while maintaining all other fields, including
247  * swap type, and any swp pte bits. The resulting pte is returned.
248  */
249 static inline pte_t pte_next_swp_offset(pte_t pte)
250 {
251         return pte_move_swp_offset(pte, 1);
252 }
253
254 /**
255  * swap_pte_batch - detect a PTE batch for a set of contiguous swap entries
256  * @start_ptep: Page table pointer for the first entry.
257  * @max_nr: The maximum number of table entries to consider.
258  * @pte: Page table entry for the first entry.
259  *
260  * Detect a batch of contiguous swap entries: consecutive (non-present) PTEs
261  * containing swap entries all with consecutive offsets and targeting the same
262  * swap type, all with matching swp pte bits.
263  *
264  * max_nr must be at least one and must be limited by the caller so scanning
265  * cannot exceed a single page table.
266  *
267  * Return: the number of table entries in the batch.
268  */
269 static inline int swap_pte_batch(pte_t *start_ptep, int max_nr, pte_t pte)
270 {
271         pte_t expected_pte = pte_next_swp_offset(pte);
272         const pte_t *end_ptep = start_ptep + max_nr;
273         pte_t *ptep = start_ptep + 1;
274
275         VM_WARN_ON(max_nr < 1);
276         VM_WARN_ON(!is_swap_pte(pte));
277         VM_WARN_ON(non_swap_entry(pte_to_swp_entry(pte)));
278
279         while (ptep < end_ptep) {
280                 pte = ptep_get(ptep);
281
282                 if (!pte_same(pte, expected_pte))
283                         break;
284
285                 expected_pte = pte_next_swp_offset(expected_pte);
286                 ptep++;
287         }
288
289         return ptep - start_ptep;
290 }
291 #endif /* CONFIG_MMU */
292
293 void __acct_reclaim_writeback(pg_data_t *pgdat, struct folio *folio,
294                                                 int nr_throttled);
295 static inline void acct_reclaim_writeback(struct folio *folio)
296 {
297         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
298         int nr_throttled = atomic_read(&pgdat->nr_writeback_throttled);
299
300         if (nr_throttled)
301                 __acct_reclaim_writeback(pgdat, folio, nr_throttled);
302 }
303
304 static inline void wake_throttle_isolated(pg_data_t *pgdat)
305 {
306         wait_queue_head_t *wqh;
307
308         wqh = &pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED];
309         if (waitqueue_active(wqh))
310                 wake_up(wqh);
311 }
312
313 vm_fault_t vmf_anon_prepare(struct vm_fault *vmf);
314 vm_fault_t do_swap_page(struct vm_fault *vmf);
315 void folio_rotate_reclaimable(struct folio *folio);
316 bool __folio_end_writeback(struct folio *folio);
317 void deactivate_file_folio(struct folio *folio);
318 void folio_activate(struct folio *folio);
319
320 void free_pgtables(struct mmu_gather *tlb, struct ma_state *mas,
321                    struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long floor,
322                    unsigned long ceiling, bool mm_wr_locked);
323 void pmd_install(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, pgtable_t *pte);
324
325 struct zap_details;
326 void unmap_page_range(struct mmu_gather *tlb,
327                              struct vm_area_struct *vma,
328                              unsigned long addr, unsigned long end,
329                              struct zap_details *details);
330
331 void page_cache_ra_order(struct readahead_control *, struct file_ra_state *,
332                 unsigned int order);
333 void force_page_cache_ra(struct readahead_control *, unsigned long nr);
334 static inline void force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
335                 struct file *file, pgoff_t index, unsigned long nr_to_read)
336 {
337         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, index);
338         force_page_cache_ra(&ractl, nr_to_read);
339 }
340
341 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
342                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
343 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
344                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
345 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
346 int truncate_inode_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
347 bool truncate_inode_partial_folio(struct folio *folio, loff_t start,
348                 loff_t end);
349 long mapping_evict_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
350 unsigned long mapping_try_invalidate(struct address_space *mapping,
351                 pgoff_t start, pgoff_t end, unsigned long *nr_failed);
352
353 /**
354  * folio_evictable - Test whether a folio is evictable.
355  * @folio: The folio to test.
356  *
357  * Test whether @folio is evictable -- i.e., should be placed on
358  * active/inactive lists vs unevictable list.
359  *
360  * Reasons folio might not be evictable:
361  * 1. folio's mapping marked unevictable
362  * 2. One of the pages in the folio is part of an mlocked VMA
363  */
364 static inline bool folio_evictable(struct folio *folio)
365 {
366         bool ret;
367
368         /* Prevent address_space of inode and swap cache from being freed */
369         rcu_read_lock();
370         ret = !mapping_unevictable(folio_mapping(folio)) &&
371                         !folio_test_mlocked(folio);
372         rcu_read_unlock();
373         return ret;
374 }
375
376 /*
377  * Turn a non-refcounted page (->_refcount == 0) into refcounted with
378  * a count of one.
379  */
380 static inline void set_page_refcounted(struct page *page)
381 {
382         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
383         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page), page);
384         set_page_count(page, 1);
385 }
386
387 /*
388  * Return true if a folio needs ->release_folio() calling upon it.
389  */
390 static inline bool folio_needs_release(struct folio *folio)
391 {
392         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
393
394         return folio_has_private(folio) ||
395                 (mapping && mapping_release_always(mapping));
396 }
397
398 extern unsigned long highest_memmap_pfn;
399
400 /*
401  * Maximum number of reclaim retries without progress before the OOM
402  * killer is consider the only way forward.
403  */
404 #define MAX_RECLAIM_RETRIES 16
405
406 /*
407  * in mm/vmscan.c:
408  */
409 bool isolate_lru_page(struct page *page);
410 bool folio_isolate_lru(struct folio *folio);
411 void putback_lru_page(struct page *page);
412 void folio_putback_lru(struct folio *folio);
413 extern void reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, enum vmscan_throttle_state reason);
414
415 /*
416  * in mm/rmap.c:
417  */
418 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
419
420 /*
421  * in mm/page_alloc.c
422  */
423 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
424
425 extern char * const zone_names[MAX_NR_ZONES];
426
427 /* perform sanity checks on struct pages being allocated or freed */
428 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_DEBUG_VM, check_pages_enabled);
429
430 extern int min_free_kbytes;
431
432 void setup_per_zone_wmarks(void);
433 void calculate_min_free_kbytes(void);
434 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
435 void page_alloc_sysctl_init(void);
436
437 /*
438  * Structure for holding the mostly immutable allocation parameters passed
439  * between functions involved in allocations, including the alloc_pages*
440  * family of functions.
441  *
442  * nodemask, migratetype and highest_zoneidx are initialized only once in
443  * __alloc_pages() and then never change.
444  *
445  * zonelist, preferred_zone and highest_zoneidx are set first in
446  * __alloc_pages() for the fast path, and might be later changed
447  * in __alloc_pages_slowpath(). All other functions pass the whole structure
448  * by a const pointer.
449  */
450 struct alloc_context {
451         struct zonelist *zonelist;
452         nodemask_t *nodemask;
453         struct zoneref *preferred_zoneref;
454         int migratetype;
455
456         /*
457          * highest_zoneidx represents highest usable zone index of
458          * the allocation request. Due to the nature of the zone,
459          * memory on lower zone than the highest_zoneidx will be
460          * protected by lowmem_reserve[highest_zoneidx].
461          *
462          * highest_zoneidx is also used by reclaim/compaction to limit
463          * the target zone since higher zone than this index cannot be
464          * usable for this allocation request.
465          */
466         enum zone_type highest_zoneidx;
467         bool spread_dirty_pages;
468 };
469
470 /*
471  * This function returns the order of a free page in the buddy system. In
472  * general, page_zone(page)->lock must be held by the caller to prevent the
473  * page from being allocated in parallel and returning garbage as the order.
474  * If a caller does not hold page_zone(page)->lock, it must guarantee that the
475  * page cannot be allocated or merged in parallel. Alternatively, it must
476  * handle invalid values gracefully, and use buddy_order_unsafe() below.
477  */
478 static inline unsigned int buddy_order(struct page *page)
479 {
480         /* PageBuddy() must be checked by the caller */
481         return page_private(page);
482 }
483
484 /*
485  * Like buddy_order(), but for callers who cannot afford to hold the zone lock.
486  * PageBuddy() should be checked first by the caller to minimize race window,
487  * and invalid values must be handled gracefully.
488  *
489  * READ_ONCE is used so that if the caller assigns the result into a local
490  * variable and e.g. tests it for valid range before using, the compiler cannot
491  * decide to remove the variable and inline the page_private(page) multiple
492  * times, potentially observing different values in the tests and the actual
493  * use of the result.
494  */
495 #define buddy_order_unsafe(page)        READ_ONCE(page_private(page))
496
497 /*
498  * This function checks whether a page is free && is the buddy
499  * we can coalesce a page and its buddy if
500  * (a) the buddy is not in a hole (check before calling!) &&
501  * (b) the buddy is in the buddy system &&
502  * (c) a page and its buddy have the same order &&
503  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
504  *
505  * For recording whether a page is in the buddy system, we set PageBuddy.
506  * Setting, clearing, and testing PageBuddy is serialized by zone->lock.
507  *
508  * For recording page's order, we use page_private(page).
509  */
510 static inline bool page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
511                                  unsigned int order)
512 {
513         if (!page_is_guard(buddy) && !PageBuddy(buddy))
514                 return false;
515
516         if (buddy_order(buddy) != order)
517                 return false;
518
519         /*
520          * zone check is done late to avoid uselessly calculating
521          * zone/node ids for pages that could never merge.
522          */
523         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
524                 return false;
525
526         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
527
528         return true;
529 }
530
531 /*
532  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
533  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
534  *
535  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
536  * the following equation:
537  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
538  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
539  * 1 buddy is #10:
540  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
541  *
542  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
543  * satisfies the following equation:
544  *     P = B & ~(1 << O)
545  *
546  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_PAGE_ORDER
547  */
548 static inline unsigned long
549 __find_buddy_pfn(unsigned long page_pfn, unsigned int order)
550 {
551         return page_pfn ^ (1 << order);
552 }
553
554 /*
555  * Find the buddy of @page and validate it.
556  * @page: The input page
557  * @pfn: The pfn of the page, it saves a call to page_to_pfn() when the
558  *       function is used in the performance-critical __free_one_page().
559  * @order: The order of the page
560  * @buddy_pfn: The output pointer to the buddy pfn, it also saves a call to
561  *             page_to_pfn().
562  *
563  * The found buddy can be a non PageBuddy, out of @page's zone, or its order is
564  * not the same as @page. The validation is necessary before use it.
565  *
566  * Return: the found buddy page or NULL if not found.
567  */
568 static inline struct page *find_buddy_page_pfn(struct page *page,
569                         unsigned long pfn, unsigned int order, unsigned long *buddy_pfn)
570 {
571         unsigned long __buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
572         struct page *buddy;
573
574         buddy = page + (__buddy_pfn - pfn);
575         if (buddy_pfn)
576                 *buddy_pfn = __buddy_pfn;
577
578         if (page_is_buddy(page, buddy, order))
579                 return buddy;
580         return NULL;
581 }
582
583 extern struct page *__pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
584                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone);
585
586 static inline struct page *pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
587                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone)
588 {
589         if (zone->contiguous)
590                 return pfn_to_page(start_pfn);
591
592         return __pageblock_pfn_to_page(start_pfn, end_pfn, zone);
593 }
594
595 void set_zone_contiguous(struct zone *zone);
596
597 static inline void clear_zone_contiguous(struct zone *zone)
598 {
599         zone->contiguous = false;
600 }
601
602 extern int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order);
603 extern void __putback_isolated_page(struct page *page, unsigned int order,
604                                     int mt);
605 extern void memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
606                                         unsigned int order);
607 extern void __free_pages_core(struct page *page, unsigned int order,
608                 enum meminit_context context);
609
610 /*
611  * This will have no effect, other than possibly generating a warning, if the
612  * caller passes in a non-large folio.
613  */
614 static inline void folio_set_order(struct folio *folio, unsigned int order)
615 {
616         if (WARN_ON_ONCE(!order || !folio_test_large(folio)))
617                 return;
618
619         folio->_flags_1 = (folio->_flags_1 & ~0xffUL) | order;
620 #ifdef CONFIG_64BIT
621         folio->_folio_nr_pages = 1U << order;
622 #endif
623 }
624
625 void __folio_undo_large_rmappable(struct folio *folio);
626 static inline void folio_undo_large_rmappable(struct folio *folio)
627 {
628         if (folio_order(folio) <= 1 || !folio_test_large_rmappable(folio))
629                 return;
630
631         /*
632          * At this point, there is no one trying to add the folio to
633          * deferred_list. If folio is not in deferred_list, it's safe
634          * to check without acquiring the split_queue_lock.
635          */
636         if (data_race(list_empty(&folio->_deferred_list)))
637                 return;
638
639         __folio_undo_large_rmappable(folio);
640 }
641
642 static inline struct folio *page_rmappable_folio(struct page *page)
643 {
644         struct folio *folio = (struct folio *)page;
645
646         if (folio && folio_test_large(folio))
647                 folio_set_large_rmappable(folio);
648         return folio;
649 }
650
651 static inline void prep_compound_head(struct page *page, unsigned int order)
652 {
653         struct folio *folio = (struct folio *)page;
654
655         folio_set_order(folio, order);
656         atomic_set(&folio->_large_mapcount, -1);
657         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, -1);
658         atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, 0);
659         atomic_set(&folio->_pincount, 0);
660         if (order > 1)
661                 INIT_LIST_HEAD(&folio->_deferred_list);
662 }
663
664 static inline void prep_compound_tail(struct page *head, int tail_idx)
665 {
666         struct page *p = head + tail_idx;
667
668         p->mapping = TAIL_MAPPING;
669         set_compound_head(p, head);
670         set_page_private(p, 0);
671 }
672
673 extern void prep_compound_page(struct page *page, unsigned int order);
674
675 extern void post_alloc_hook(struct page *page, unsigned int order,
676                                         gfp_t gfp_flags);
677 extern bool free_pages_prepare(struct page *page, unsigned int order);
678
679 extern int user_min_free_kbytes;
680
681 void free_unref_page(struct page *page, unsigned int order);
682 void free_unref_folios(struct folio_batch *fbatch);
683
684 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
685 extern void zone_pcp_disable(struct zone *zone);
686 extern void zone_pcp_enable(struct zone *zone);
687 extern void zone_pcp_init(struct zone *zone);
688
689 extern void *memmap_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
690                           phys_addr_t min_addr,
691                           int nid, bool exact_nid);
692
693 void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
694                 unsigned long, enum meminit_context, struct vmem_altmap *, int);
695
696 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
697
698 /*
699  * in mm/compaction.c
700  */
701 /*
702  * compact_control is used to track pages being migrated and the free pages
703  * they are being migrated to during memory compaction. The free_pfn starts
704  * at the end of a zone and migrate_pfn begins at the start. Movable pages
705  * are moved to the end of a zone during a compaction run and the run
706  * completes when free_pfn <= migrate_pfn
707  */
708 struct compact_control {
709         struct list_head freepages[NR_PAGE_ORDERS];     /* List of free pages to migrate to */
710         struct list_head migratepages;  /* List of pages being migrated */
711         unsigned int nr_freepages;      /* Number of isolated free pages */
712         unsigned int nr_migratepages;   /* Number of pages to migrate */
713         unsigned long free_pfn;         /* isolate_freepages search base */
714         /*
715          * Acts as an in/out parameter to page isolation for migration.
716          * isolate_migratepages uses it as a search base.
717          * isolate_migratepages_block will update the value to the next pfn
718          * after the last isolated one.
719          */
720         unsigned long migrate_pfn;
721         unsigned long fast_start_pfn;   /* a pfn to start linear scan from */
722         struct zone *zone;
723         unsigned long total_migrate_scanned;
724         unsigned long total_free_scanned;
725         unsigned short fast_search_fail;/* failures to use free list searches */
726         short search_order;             /* order to start a fast search at */
727         const gfp_t gfp_mask;           /* gfp mask of a direct compactor */
728         int order;                      /* order a direct compactor needs */
729         int migratetype;                /* migratetype of direct compactor */
730         const unsigned int alloc_flags; /* alloc flags of a direct compactor */
731         const int highest_zoneidx;      /* zone index of a direct compactor */
732         enum migrate_mode mode;         /* Async or sync migration mode */
733         bool ignore_skip_hint;          /* Scan blocks even if marked skip */
734         bool no_set_skip_hint;          /* Don't mark blocks for skipping */
735         bool ignore_block_suitable;     /* Scan blocks considered unsuitable */
736         bool direct_compaction;         /* False from kcompactd or /proc/... */
737         bool proactive_compaction;      /* kcompactd proactive compaction */
738         bool whole_zone;                /* Whole zone should/has been scanned */
739         bool contended;                 /* Signal lock contention */
740         bool finish_pageblock;          /* Scan the remainder of a pageblock. Used
741                                          * when there are potentially transient
742                                          * isolation or migration failures to
743                                          * ensure forward progress.
744                                          */
745         bool alloc_contig;              /* alloc_contig_range allocation */
746 };
747
748 /*
749  * Used in direct compaction when a page should be taken from the freelists
750  * immediately when one is created during the free path.
751  */
752 struct capture_control {
753         struct compact_control *cc;
754         struct page *page;
755 };
756
757 unsigned long
758 isolate_freepages_range(struct compact_control *cc,
759                         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
760 int
761 isolate_migratepages_range(struct compact_control *cc,
762                            unsigned long low_pfn, unsigned long end_pfn);
763
764 int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
765                                         unsigned long start, unsigned long end,
766                                         int migratetype);
767
768 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
769 void init_cma_reserved_pageblock(struct page *page);
770
771 #endif /* CONFIG_COMPACTION || CONFIG_CMA */
772
773 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
774                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal);
775
776 static inline bool free_area_empty(struct free_area *area, int migratetype)
777 {
778         return list_empty(&area->free_list[migratetype]);
779 }
780
781 /*
782  * These three helpers classifies VMAs for virtual memory accounting.
783  */
784
785 /*
786  * Executable code area - executable, not writable, not stack
787  */
788 static inline bool is_exec_mapping(vm_flags_t flags)
789 {
790         return (flags & (VM_EXEC | VM_WRITE | VM_STACK)) == VM_EXEC;
791 }
792
793 /*
794  * Stack area (including shadow stacks)
795  *
796  * VM_GROWSUP / VM_GROWSDOWN VMAs are always private anonymous:
797  * do_mmap() forbids all other combinations.
798  */
799 static inline bool is_stack_mapping(vm_flags_t flags)
800 {
801         return ((flags & VM_STACK) == VM_STACK) || (flags & VM_SHADOW_STACK);
802 }
803
804 /*
805  * Data area - private, writable, not stack
806  */
807 static inline bool is_data_mapping(vm_flags_t flags)
808 {
809         return (flags & (VM_WRITE | VM_SHARED | VM_STACK)) == VM_WRITE;
810 }
811
812 /* mm/util.c */
813 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio);
814
815 #ifdef CONFIG_MMU
816 void unmap_mapping_folio(struct folio *folio);
817 extern long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
818                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked);
819 extern long faultin_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
820                 unsigned long end, bool write, int *locked);
821 extern bool mlock_future_ok(struct mm_struct *mm, unsigned long flags,
822                                unsigned long bytes);
823
824 /*
825  * NOTE: This function can't tell whether the folio is "fully mapped" in the
826  * range.
827  * "fully mapped" means all the pages of folio is associated with the page
828  * table of range while this function just check whether the folio range is
829  * within the range [start, end). Function caller needs to do page table
830  * check if it cares about the page table association.
831  *
832  * Typical usage (like mlock or madvise) is:
833  * Caller knows at least 1 page of folio is associated with page table of VMA
834  * and the range [start, end) is intersect with the VMA range. Caller wants
835  * to know whether the folio is fully associated with the range. It calls
836  * this function to check whether the folio is in the range first. Then checks
837  * the page table to know whether the folio is fully mapped to the range.
838  */
839 static inline bool
840 folio_within_range(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
841                 unsigned long start, unsigned long end)
842 {
843         pgoff_t pgoff, addr;
844         unsigned long vma_pglen = vma_pages(vma);
845
846         VM_WARN_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
847         if (start > end)
848                 return false;
849
850         if (start < vma->vm_start)
851                 start = vma->vm_start;
852
853         if (end > vma->vm_end)
854                 end = vma->vm_end;
855
856         pgoff = folio_pgoff(folio);
857
858         /* if folio start address is not in vma range */
859         if (!in_range(pgoff, vma->vm_pgoff, vma_pglen))
860                 return false;
861
862         addr = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
863
864         return !(addr < start || end - addr < folio_size(folio));
865 }
866
867 static inline bool
868 folio_within_vma(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma)
869 {
870         return folio_within_range(folio, vma, vma->vm_start, vma->vm_end);
871 }
872
873 /*
874  * mlock_vma_folio() and munlock_vma_folio():
875  * should be called with vma's mmap_lock held for read or write,
876  * under page table lock for the pte/pmd being added or removed.
877  *
878  * mlock is usually called at the end of folio_add_*_rmap_*(), munlock at
879  * the end of folio_remove_rmap_*(); but new anon folios are managed by
880  * folio_add_lru_vma() calling mlock_new_folio().
881  */
882 void mlock_folio(struct folio *folio);
883 static inline void mlock_vma_folio(struct folio *folio,
884                                 struct vm_area_struct *vma)
885 {
886         /*
887          * The VM_SPECIAL check here serves two purposes.
888          * 1) VM_IO check prevents migration from double-counting during mlock.
889          * 2) Although mmap_region() and mlock_fixup() take care that VM_LOCKED
890          *    is never left set on a VM_SPECIAL vma, there is an interval while
891          *    file->f_op->mmap() is using vm_insert_page(s), when VM_LOCKED may
892          *    still be set while VM_SPECIAL bits are added: so ignore it then.
893          */
894         if (unlikely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_SPECIAL)) == VM_LOCKED))
895                 mlock_folio(folio);
896 }
897
898 void munlock_folio(struct folio *folio);
899 static inline void munlock_vma_folio(struct folio *folio,
900                                         struct vm_area_struct *vma)
901 {
902         /*
903          * munlock if the function is called. Ideally, we should only
904          * do munlock if any page of folio is unmapped from VMA and
905          * cause folio not fully mapped to VMA.
906          *
907          * But it's not easy to confirm that's the situation. So we
908          * always munlock the folio and page reclaim will correct it
909          * if it's wrong.
910          */
911         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
912                 munlock_folio(folio);
913 }
914
915 void mlock_new_folio(struct folio *folio);
916 bool need_mlock_drain(int cpu);
917 void mlock_drain_local(void);
918 void mlock_drain_remote(int cpu);
919
920 extern pmd_t maybe_pmd_mkwrite(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma);
921
922 /**
923  * vma_address - Find the virtual address a page range is mapped at
924  * @vma: The vma which maps this object.
925  * @pgoff: The page offset within its object.
926  * @nr_pages: The number of pages to consider.
927  *
928  * If any page in this range is mapped by this VMA, return the first address
929  * where any of these pages appear.  Otherwise, return -EFAULT.
930  */
931 static inline unsigned long vma_address(struct vm_area_struct *vma,
932                 pgoff_t pgoff, unsigned long nr_pages)
933 {
934         unsigned long address;
935
936         if (pgoff >= vma->vm_pgoff) {
937                 address = vma->vm_start +
938                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
939                 /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
940                 if (address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)
941                         address = -EFAULT;
942         } else if (pgoff + nr_pages - 1 >= vma->vm_pgoff) {
943                 /* Test above avoids possibility of wrap to 0 on 32-bit */
944                 address = vma->vm_start;
945         } else {
946                 address = -EFAULT;
947         }
948         return address;
949 }
950
951 /*
952  * Then at what user virtual address will none of the range be found in vma?
953  * Assumes that vma_address() already returned a good starting address.
954  */
955 static inline unsigned long vma_address_end(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
956 {
957         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
958         pgoff_t pgoff;
959         unsigned long address;
960
961         /* Common case, plus ->pgoff is invalid for KSM */
962         if (pvmw->nr_pages == 1)
963                 return pvmw->address + PAGE_SIZE;
964
965         pgoff = pvmw->pgoff + pvmw->nr_pages;
966         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
967         /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
968         if (address < vma->vm_start || address > vma->vm_end)
969                 address = vma->vm_end;
970         return address;
971 }
972
973 static inline struct file *maybe_unlock_mmap_for_io(struct vm_fault *vmf,
974                                                     struct file *fpin)
975 {
976         int flags = vmf->flags;
977
978         if (fpin)
979                 return fpin;
980
981         /*
982          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT means we don't want to wait on page locks or
983          * anything, so we only pin the file and drop the mmap_lock if only
984          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY is set, while this is the first attempt.
985          */
986         if (fault_flag_allow_retry_first(flags) &&
987             !(flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) {
988                 fpin = get_file(vmf->vma->vm_file);
989                 release_fault_lock(vmf);
990         }
991         return fpin;
992 }
993 #else /* !CONFIG_MMU */
994 static inline void unmap_mapping_folio(struct folio *folio) { }
995 static inline void mlock_new_folio(struct folio *folio) { }
996 static inline bool need_mlock_drain(int cpu) { return false; }
997 static inline void mlock_drain_local(void) { }
998 static inline void mlock_drain_remote(int cpu) { }
999 static inline void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end)
1000 {
1001 }
1002 #endif /* !CONFIG_MMU */
1003
1004 /* Memory initialisation debug and verification */
1005 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1006 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(deferred_pages);
1007
1008 bool __init deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order);
1009 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1010
1011 enum mminit_level {
1012         MMINIT_WARNING,
1013         MMINIT_VERIFY,
1014         MMINIT_TRACE
1015 };
1016
1017 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
1018
1019 extern int mminit_loglevel;
1020
1021 #define mminit_dprintk(level, prefix, fmt, arg...) \
1022 do { \
1023         if (level < mminit_loglevel) { \
1024                 if (level <= MMINIT_WARNING) \
1025                         pr_warn("mminit::" prefix " " fmt, ##arg);      \
1026                 else \
1027                         printk(KERN_DEBUG "mminit::" prefix " " fmt, ##arg); \
1028         } \
1029 } while (0)
1030
1031 extern void mminit_verify_pageflags_layout(void);
1032 extern void mminit_verify_zonelist(void);
1033 #else
1034
1035 static inline void mminit_dprintk(enum mminit_level level,
1036                                 const char *prefix, const char *fmt, ...)
1037 {
1038 }
1039
1040 static inline void mminit_verify_pageflags_layout(void)
1041 {
1042 }
1043
1044 static inline void mminit_verify_zonelist(void)
1045 {
1046 }
1047 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
1048
1049 #define NODE_RECLAIM_NOSCAN     -2
1050 #define NODE_RECLAIM_FULL       -1
1051 #define NODE_RECLAIM_SOME       0
1052 #define NODE_RECLAIM_SUCCESS    1
1053
1054 #ifdef CONFIG_NUMA
1055 extern int node_reclaim(struct pglist_data *, gfp_t, unsigned int);
1056 extern int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask);
1057 #else
1058 static inline int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t mask,
1059                                 unsigned int order)
1060 {
1061         return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
1062 }
1063 static inline int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1064 {
1065         return NUMA_NO_NODE;
1066 }
1067 #endif
1068
1069 /*
1070  * mm/memory-failure.c
1071  */
1072 void shake_folio(struct folio *folio);
1073 extern int hwpoison_filter(struct page *p);
1074
1075 extern u32 hwpoison_filter_dev_major;
1076 extern u32 hwpoison_filter_dev_minor;
1077 extern u64 hwpoison_filter_flags_mask;
1078 extern u64 hwpoison_filter_flags_value;
1079 extern u64 hwpoison_filter_memcg;
1080 extern u32 hwpoison_filter_enable;
1081 #define MAGIC_HWPOISON  0x48575053U     /* HWPS */
1082 void SetPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
1083 void ClearPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
1084 bool take_page_off_buddy(struct page *page);
1085 bool put_page_back_buddy(struct page *page);
1086 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
1087 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, struct page *p,
1088                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
1089                      unsigned long ksm_addr);
1090 unsigned long page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma);
1091
1092 extern unsigned long  __must_check vm_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
1093         unsigned long, unsigned long,
1094         unsigned long, unsigned long);
1095
1096 extern void set_pageblock_order(void);
1097 struct folio *alloc_migrate_folio(struct folio *src, unsigned long private);
1098 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *folio_list);
1099 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
1100                                             struct list_head *folio_list);
1101 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
1102 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
1103 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
1104 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
1105 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
1106
1107 /* Mask to get the watermark bits */
1108 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
1109
1110 /*
1111  * Only MMU archs have async oom victim reclaim - aka oom_reaper so we
1112  * cannot assume a reduced access to memory reserves is sufficient for
1113  * !MMU
1114  */
1115 #ifdef CONFIG_MMU
1116 #define ALLOC_OOM               0x08
1117 #else
1118 #define ALLOC_OOM               ALLOC_NO_WATERMARKS
1119 #endif
1120
1121 #define ALLOC_NON_BLOCK          0x10 /* Caller cannot block. Allow access
1122                                        * to 25% of the min watermark or
1123                                        * 62.5% if __GFP_HIGH is set.
1124                                        */
1125 #define ALLOC_MIN_RESERVE        0x20 /* __GFP_HIGH set. Allow access to 50%
1126                                        * of the min watermark.
1127                                        */
1128 #define ALLOC_CPUSET             0x40 /* check for correct cpuset */
1129 #define ALLOC_CMA                0x80 /* allow allocations from CMA areas */
1130 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
1131 #define ALLOC_NOFRAGMENT        0x100 /* avoid mixing pageblock types */
1132 #else
1133 #define ALLOC_NOFRAGMENT          0x0
1134 #endif
1135 #define ALLOC_HIGHATOMIC        0x200 /* Allows access to MIGRATE_HIGHATOMIC */
1136 #define ALLOC_KSWAPD            0x800 /* allow waking of kswapd, __GFP_KSWAPD_RECLAIM set */
1137
1138 /* Flags that allow allocations below the min watermark. */
1139 #define ALLOC_RESERVES (ALLOC_NON_BLOCK|ALLOC_MIN_RESERVE|ALLOC_HIGHATOMIC|ALLOC_OOM)
1140
1141 enum ttu_flags;
1142 struct tlbflush_unmap_batch;
1143
1144
1145 /*
1146  * only for MM internal work items which do not depend on
1147  * any allocations or locks which might depend on allocations
1148  */
1149 extern struct workqueue_struct *mm_percpu_wq;
1150
1151 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
1152 void try_to_unmap_flush(void);
1153 void try_to_unmap_flush_dirty(void);
1154 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm);
1155 #else
1156 static inline void try_to_unmap_flush(void)
1157 {
1158 }
1159 static inline void try_to_unmap_flush_dirty(void)
1160 {
1161 }
1162 static inline void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
1163 {
1164 }
1165 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
1166
1167 extern const struct trace_print_flags pageflag_names[];
1168 extern const struct trace_print_flags pagetype_names[];
1169 extern const struct trace_print_flags vmaflag_names[];
1170 extern const struct trace_print_flags gfpflag_names[];
1171
1172 static inline bool is_migrate_highatomic(enum migratetype migratetype)
1173 {
1174         return migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC;
1175 }
1176
1177 void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
1178
1179 struct migration_target_control {
1180         int nid;                /* preferred node id */
1181         nodemask_t *nmask;
1182         gfp_t gfp_mask;
1183         enum migrate_reason reason;
1184 };
1185
1186 /*
1187  * mm/filemap.c
1188  */
1189 size_t splice_folio_into_pipe(struct pipe_inode_info *pipe,
1190                               struct folio *folio, loff_t fpos, size_t size);
1191
1192 /*
1193  * mm/vmalloc.c
1194  */
1195 #ifdef CONFIG_MMU
1196 void __init vmalloc_init(void);
1197 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
1198                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift);
1199 #else
1200 static inline void vmalloc_init(void)
1201 {
1202 }
1203
1204 static inline
1205 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
1206                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
1207 {
1208         return -EINVAL;
1209 }
1210 #endif
1211
1212 int __must_check __vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr,
1213                                unsigned long end, pgprot_t prot,
1214                                struct page **pages, unsigned int page_shift);
1215
1216 void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
1217
1218 void __vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
1219
1220 int numa_migrate_prep(struct folio *folio, struct vm_fault *vmf,
1221                       unsigned long addr, int page_nid, int *flags);
1222
1223 void free_zone_device_folio(struct folio *folio);
1224 int migrate_device_coherent_page(struct page *page);
1225
1226 /*
1227  * mm/gup.c
1228  */
1229 int __must_check try_grab_folio(struct folio *folio, int refs,
1230                                 unsigned int flags);
1231
1232 /*
1233  * mm/huge_memory.c
1234  */
1235 void touch_pud(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1236                pud_t *pud, bool write);
1237 void touch_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1238                pmd_t *pmd, bool write);
1239
1240 /*
1241  * mm/mmap.c
1242  */
1243 struct vm_area_struct *vma_merge_extend(struct vma_iterator *vmi,
1244                                         struct vm_area_struct *vma,
1245                                         unsigned long delta);
1246
1247 enum {
1248         /* mark page accessed */
1249         FOLL_TOUCH = 1 << 16,
1250         /* a retry, previous pass started an IO */
1251         FOLL_TRIED = 1 << 17,
1252         /* we are working on non-current tsk/mm */
1253         FOLL_REMOTE = 1 << 18,
1254         /* pages must be released via unpin_user_page */
1255         FOLL_PIN = 1 << 19,
1256         /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
1257         FOLL_FAST_ONLY = 1 << 20,
1258         /* allow unlocking the mmap lock */
1259         FOLL_UNLOCKABLE = 1 << 21,
1260         /* VMA lookup+checks compatible with MADV_POPULATE_(READ|WRITE) */
1261         FOLL_MADV_POPULATE = 1 << 22,
1262 };
1263
1264 #define INTERNAL_GUP_FLAGS (FOLL_TOUCH | FOLL_TRIED | FOLL_REMOTE | FOLL_PIN | \
1265                             FOLL_FAST_ONLY | FOLL_UNLOCKABLE | \
1266                             FOLL_MADV_POPULATE)
1267
1268 /*
1269  * Indicates for which pages that are write-protected in the page table,
1270  * whether GUP has to trigger unsharing via FAULT_FLAG_UNSHARE such that the
1271  * GUP pin will remain consistent with the pages mapped into the page tables
1272  * of the MM.
1273  *
1274  * Temporary unmapping of PageAnonExclusive() pages or clearing of
1275  * PageAnonExclusive() has to protect against concurrent GUP:
1276  * * Ordinary GUP: Using the PT lock
1277  * * GUP-fast and fork(): mm->write_protect_seq
1278  * * GUP-fast and KSM or temporary unmapping (swap, migration): see
1279  *    folio_try_share_anon_rmap_*()
1280  *
1281  * Must be called with the (sub)page that's actually referenced via the
1282  * page table entry, which might not necessarily be the head page for a
1283  * PTE-mapped THP.
1284  *
1285  * If the vma is NULL, we're coming from the GUP-fast path and might have
1286  * to fallback to the slow path just to lookup the vma.
1287  */
1288 static inline bool gup_must_unshare(struct vm_area_struct *vma,
1289                                     unsigned int flags, struct page *page)
1290 {
1291         /*
1292          * FOLL_WRITE is implicitly handled correctly as the page table entry
1293          * has to be writable -- and if it references (part of) an anonymous
1294          * folio, that part is required to be marked exclusive.
1295          */
1296         if ((flags & (FOLL_WRITE | FOLL_PIN)) != FOLL_PIN)
1297                 return false;
1298         /*
1299          * Note: PageAnon(page) is stable until the page is actually getting
1300          * freed.
1301          */
1302         if (!PageAnon(page)) {
1303                 /*
1304                  * We only care about R/O long-term pining: R/O short-term
1305                  * pinning does not have the semantics to observe successive
1306                  * changes through the process page tables.
1307                  */
1308                 if (!(flags & FOLL_LONGTERM))
1309                         return false;
1310
1311                 /* We really need the vma ... */
1312                 if (!vma)
1313                         return true;
1314
1315                 /*
1316                  * ... because we only care about writable private ("COW")
1317                  * mappings where we have to break COW early.
1318                  */
1319                 return is_cow_mapping(vma->vm_flags);
1320         }
1321
1322         /* Paired with a memory barrier in folio_try_share_anon_rmap_*(). */
1323         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_GUP_FAST))
1324                 smp_rmb();
1325
1326         /*
1327          * Note that PageKsm() pages cannot be exclusive, and consequently,
1328          * cannot get pinned.
1329          */
1330         return !PageAnonExclusive(page);
1331 }
1332
1333 extern bool mirrored_kernelcore;
1334 extern bool memblock_has_mirror(void);
1335
1336 static __always_inline void vma_set_range(struct vm_area_struct *vma,
1337                                           unsigned long start, unsigned long end,
1338                                           pgoff_t pgoff)
1339 {
1340         vma->vm_start = start;
1341         vma->vm_end = end;
1342         vma->vm_pgoff = pgoff;
1343 }
1344
1345 static inline bool vma_soft_dirty_enabled(struct vm_area_struct *vma)
1346 {
1347         /*
1348          * NOTE: we must check this before VM_SOFTDIRTY on soft-dirty
1349          * enablements, because when without soft-dirty being compiled in,
1350          * VM_SOFTDIRTY is defined as 0x0, then !(vm_flags & VM_SOFTDIRTY)
1351          * will be constantly true.
1352          */
1353         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY))
1354                 return false;
1355
1356         /*
1357          * Soft-dirty is kind of special: its tracking is enabled when the
1358          * vma flags not set.
1359          */
1360         return !(vma->vm_flags & VM_SOFTDIRTY);
1361 }
1362
1363 static inline bool pmd_needs_soft_dirty_wp(struct vm_area_struct *vma, pmd_t pmd)
1364 {
1365         return vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pmd_soft_dirty(pmd);
1366 }
1367
1368 static inline bool pte_needs_soft_dirty_wp(struct vm_area_struct *vma, pte_t pte)
1369 {
1370         return vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte);
1371 }
1372
1373 static inline void vma_iter_config(struct vma_iterator *vmi,
1374                 unsigned long index, unsigned long last)
1375 {
1376         __mas_set_range(&vmi->mas, index, last - 1);
1377 }
1378
1379 static inline void vma_iter_reset(struct vma_iterator *vmi)
1380 {
1381         mas_reset(&vmi->mas);
1382 }
1383
1384 static inline
1385 struct vm_area_struct *vma_iter_prev_range_limit(struct vma_iterator *vmi, unsigned long min)
1386 {
1387         return mas_prev_range(&vmi->mas, min);
1388 }
1389
1390 static inline
1391 struct vm_area_struct *vma_iter_next_range_limit(struct vma_iterator *vmi, unsigned long max)
1392 {
1393         return mas_next_range(&vmi->mas, max);
1394 }
1395
1396 static inline int vma_iter_area_lowest(struct vma_iterator *vmi, unsigned long min,
1397                                        unsigned long max, unsigned long size)
1398 {
1399         return mas_empty_area(&vmi->mas, min, max - 1, size);
1400 }
1401
1402 static inline int vma_iter_area_highest(struct vma_iterator *vmi, unsigned long min,
1403                                         unsigned long max, unsigned long size)
1404 {
1405         return mas_empty_area_rev(&vmi->mas, min, max - 1, size);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * VMA Iterator functions shared between nommu and mmap
1410  */
1411 static inline int vma_iter_prealloc(struct vma_iterator *vmi,
1412                 struct vm_area_struct *vma)
1413 {
1414         return mas_preallocate(&vmi->mas, vma, GFP_KERNEL);
1415 }
1416
1417 static inline void vma_iter_clear(struct vma_iterator *vmi)
1418 {
1419         mas_store_prealloc(&vmi->mas, NULL);
1420 }
1421
1422 static inline struct vm_area_struct *vma_iter_load(struct vma_iterator *vmi)
1423 {
1424         return mas_walk(&vmi->mas);
1425 }
1426
1427 /* Store a VMA with preallocated memory */
1428 static inline void vma_iter_store(struct vma_iterator *vmi,
1429                                   struct vm_area_struct *vma)
1430 {
1431
1432 #if defined(CONFIG_DEBUG_VM_MAPLE_TREE)
1433         if (MAS_WARN_ON(&vmi->mas, vmi->mas.status != ma_start &&
1434                         vmi->mas.index > vma->vm_start)) {
1435                 pr_warn("%lx > %lx\n store vma %lx-%lx\n into slot %lx-%lx\n",
1436                         vmi->mas.index, vma->vm_start, vma->vm_start,
1437                         vma->vm_end, vmi->mas.index, vmi->mas.last);
1438         }
1439         if (MAS_WARN_ON(&vmi->mas, vmi->mas.status != ma_start &&
1440                         vmi->mas.last <  vma->vm_start)) {
1441                 pr_warn("%lx < %lx\nstore vma %lx-%lx\ninto slot %lx-%lx\n",
1442                        vmi->mas.last, vma->vm_start, vma->vm_start, vma->vm_end,
1443                        vmi->mas.index, vmi->mas.last);
1444         }
1445 #endif
1446
1447         if (vmi->mas.status != ma_start &&
1448             ((vmi->mas.index > vma->vm_start) || (vmi->mas.last < vma->vm_start)))
1449                 vma_iter_invalidate(vmi);
1450
1451         __mas_set_range(&vmi->mas, vma->vm_start, vma->vm_end - 1);
1452         mas_store_prealloc(&vmi->mas, vma);
1453 }
1454
1455 static inline int vma_iter_store_gfp(struct vma_iterator *vmi,
1456                         struct vm_area_struct *vma, gfp_t gfp)
1457 {
1458         if (vmi->mas.status != ma_start &&
1459             ((vmi->mas.index > vma->vm_start) || (vmi->mas.last < vma->vm_start)))
1460                 vma_iter_invalidate(vmi);
1461
1462         __mas_set_range(&vmi->mas, vma->vm_start, vma->vm_end - 1);
1463         mas_store_gfp(&vmi->mas, vma, gfp);
1464         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
1465                 return -ENOMEM;
1466
1467         return 0;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * VMA lock generalization
1472  */
1473 struct vma_prepare {
1474         struct vm_area_struct *vma;
1475         struct vm_area_struct *adj_next;
1476         struct file *file;
1477         struct address_space *mapping;
1478         struct anon_vma *anon_vma;
1479         struct vm_area_struct *insert;
1480         struct vm_area_struct *remove;
1481         struct vm_area_struct *remove2;
1482 };
1483
1484 void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
1485                                 unsigned long zone, int nid);
1486
1487 /* shrinker related functions */
1488 unsigned long shrink_slab(gfp_t gfp_mask, int nid, struct mem_cgroup *memcg,
1489                           int priority);
1490
1491 #ifdef CONFIG_64BIT
1492 static inline int can_do_mseal(unsigned long flags)
1493 {
1494         if (flags)
1495                 return -EINVAL;
1496
1497         return 0;
1498 }
1499
1500 bool can_modify_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1501                 unsigned long end);
1502 bool can_modify_mm_madv(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1503                 unsigned long end, int behavior);
1504 #else
1505 static inline int can_do_mseal(unsigned long flags)
1506 {
1507         return -EPERM;
1508 }
1509
1510 static inline bool can_modify_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1511                 unsigned long end)
1512 {
1513         return true;
1514 }
1515
1516 static inline bool can_modify_mm_madv(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1517                 unsigned long end, int behavior)
1518 {
1519         return true;
1520 }
1521 #endif
1522
1523 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
1524 static inline __printf(2, 0) int shrinker_debugfs_name_alloc(
1525                         struct shrinker *shrinker, const char *fmt, va_list ap)
1526 {
1527         shrinker->name = kvasprintf_const(GFP_KERNEL, fmt, ap);
1528
1529         return shrinker->name ? 0 : -ENOMEM;
1530 }
1531
1532 static inline void shrinker_debugfs_name_free(struct shrinker *shrinker)
1533 {
1534         kfree_const(shrinker->name);
1535         shrinker->name = NULL;
1536 }
1537
1538 extern int shrinker_debugfs_add(struct shrinker *shrinker);
1539 extern struct dentry *shrinker_debugfs_detach(struct shrinker *shrinker,
1540                                               int *debugfs_id);
1541 extern void shrinker_debugfs_remove(struct dentry *debugfs_entry,
1542                                     int debugfs_id);
1543 #else /* CONFIG_SHRINKER_DEBUG */
1544 static inline int shrinker_debugfs_add(struct shrinker *shrinker)
1545 {
1546         return 0;
1547 }
1548 static inline int shrinker_debugfs_name_alloc(struct shrinker *shrinker,
1549                                               const char *fmt, va_list ap)
1550 {
1551         return 0;
1552 }
1553 static inline void shrinker_debugfs_name_free(struct shrinker *shrinker)
1554 {
1555 }
1556 static inline struct dentry *shrinker_debugfs_detach(struct shrinker *shrinker,
1557                                                      int *debugfs_id)
1558 {
1559         *debugfs_id = -1;
1560         return NULL;
1561 }
1562 static inline void shrinker_debugfs_remove(struct dentry *debugfs_entry,
1563                                            int debugfs_id)
1564 {
1565 }
1566 #endif /* CONFIG_SHRINKER_DEBUG */
1567
1568 /* Only track the nodes of mappings with shadow entries */
1569 void workingset_update_node(struct xa_node *node);
1570 extern struct list_lru shadow_nodes;
1571
1572 struct unlink_vma_file_batch {
1573         int count;
1574         struct vm_area_struct *vmas[8];
1575 };
1576
1577 void unlink_file_vma_batch_init(struct unlink_vma_file_batch *);
1578 void unlink_file_vma_batch_add(struct unlink_vma_file_batch *, struct vm_area_struct *);
1579 void unlink_file_vma_batch_final(struct unlink_vma_file_batch *);
1580
1581 #endif  /* __MM_INTERNAL_H */
This page took 0.11428 seconds and 4 git commands to generate.