]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/mm.h
Merge branch 'akpm' (patches from Andrew)
[linux.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * To prevent common memory management code establishing
129  * a zero page mapping on a read fault.
130  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
131  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
132  * related to the physical page in case of virtualization.
133  */
134 #ifndef mm_forbids_zeropage
135 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
136 #endif
137
138 /*
139  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
140  * If an architecture decides to implement their own version of
141  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
142  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
143  */
144 #if BITS_PER_LONG == 64
145 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
146  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
147  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
148  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
149  * this can result in several of the writes here being dropped.
150  */
151 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
152 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
153 {
154         unsigned long *_pp = (void *)page;
155
156          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
159         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
160
161         switch (sizeof(struct page)) {
162         case 80:
163                 _pp[9] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 72:
166                 _pp[8] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 64:
169                 _pp[7] = 0;
170                 fallthrough;
171         case 56:
172                 _pp[6] = 0;
173                 _pp[5] = 0;
174                 _pp[4] = 0;
175                 _pp[3] = 0;
176                 _pp[2] = 0;
177                 _pp[1] = 0;
178                 _pp[0] = 0;
179         }
180 }
181 #else
182 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
183 #endif
184
185 /*
186  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
187  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
188  * problem.
189  *
190  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
191  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
192  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
193  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
194  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
195  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
196  *
197  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
198  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
199  * that.
200  */
201 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
202 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
203
204 extern int sysctl_max_map_count;
205
206 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
207 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
208
209 extern int sysctl_overcommit_memory;
210 extern int sysctl_overcommit_ratio;
211 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
212
213 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
214                 loff_t *);
215 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
216                 loff_t *);
217 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
218                 loff_t *);
219 /*
220  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
221  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
222  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
223  */
224 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
225                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
226
227 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
228 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
229 #else
230 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
231 #endif
232
233 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
234 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
235
236 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
237 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
238
239 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
240
241 /*
242  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
243  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
244  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
245  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
246  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
247  * mmap() functions).
248  */
249
250 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
251 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
252 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
253
254 #ifndef CONFIG_MMU
255 extern struct rb_root nommu_region_tree;
256 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
257
258 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
259 #endif
260
261 /*
262  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
263  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
264  */
265 #define VM_NONE         0x00000000
266
267 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
268 #define VM_WRITE        0x00000002
269 #define VM_EXEC         0x00000004
270 #define VM_SHARED       0x00000008
271
272 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
273 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
274 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
275 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
276 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
277
278 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
281 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
282 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
283
284 #define VM_LOCKED       0x00002000
285 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
286
287                                         /* Used by sys_madvise() */
288 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
289 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
290
291 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
292 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
293 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
294 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
295 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
296 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
297 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
298 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
299 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
300 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
301
302 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
303 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
304 #else
305 # define VM_SOFTDIRTY   0
306 #endif
307
308 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
309 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
310 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
311 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
312
313 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
314 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
315 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
316 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
320 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
321 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
322 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
323 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
324 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
325
326 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
327 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
328 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
329 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
330 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
331 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
332 #ifdef CONFIG_PPC
333 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
334 #else
335 # define VM_PKEY_BIT4  0
336 #endif
337 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
338
339 #if defined(CONFIG_X86)
340 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
341 #elif defined(CONFIG_PPC)
342 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
343 #elif defined(CONFIG_PARISC)
344 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
345 #elif defined(CONFIG_IA64)
346 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
347 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
348 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
349 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
350 #elif defined(CONFIG_ARM64)
351 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
353 #elif !defined(CONFIG_MMU)
354 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
355 #endif
356
357 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
358 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
359 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
360 #else
361 # define VM_MTE         VM_NONE
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
363 #endif
364
365 #ifndef VM_GROWSUP
366 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
367 #endif
368
369 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
370 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
371 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
372 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
373 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
374 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
375
376 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
377 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
378
379 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
380
381 /* Common data flag combinations */
382 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
383                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
384 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
385                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
386 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
387                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
388
389 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
390 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
391 #endif
392
393 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
394 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
395 #endif
396
397 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
398 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
399 #else
400 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
401 #endif
402
403 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
404
405 /* VMA basic access permission flags */
406 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
407
408
409 /*
410  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
411  */
412 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
413
414 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
415 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
416
417 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
418 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
419
420 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
421 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
422
423 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
424 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
425 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
426 #endif
427 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
428
429 /*
430  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
431  * low four bits) to a page protection mask..
432  */
433 extern pgprot_t protection_map[16];
434
435 /**
436  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
437  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
438  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
439  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
440  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
441  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
442  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
443  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
444  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
445  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
446  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
447  *
448  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
449  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
450  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
451  *
452  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
453  *                              this is the first try
454  *
455  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
456  *                              we've already tried at least once
457  *
458  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
459  *
460  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
461  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
462  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
463  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
464  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
465  * interrupted if necessary.
466  */
467 enum fault_flag {
468         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
469         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
470         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
471         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
472         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
473         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
474         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
475         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
476         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
477         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
478 };
479
480 /*
481  * The default fault flags that should be used by most of the
482  * arch-specific page fault handlers.
483  */
484 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
485                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
486                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
487
488 /**
489  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
490  * @flags: Fault flags.
491  *
492  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
493  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
494  * to change, in which case we can try to be polite to release the
495  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
496  * processes that would also want the mmap_lock.
497  *
498  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
499  * attempt of the fault handling; false otherwise.
500  */
501 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
502 {
503         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
504             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
505 }
506
507 #define FAULT_FLAG_TRACE \
508         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
509         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
510         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
511         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
512         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
513         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
514         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
515         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
516         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
517         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
518
519 /*
520  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
521  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
522  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
523  *
524  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
525  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
526  *
527  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
528  */
529 struct vm_fault {
530         const struct {
531                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
532                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
533                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
534                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
535         };
536         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
537                                          * XXX: should really be 'const' */
538         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
539                                          * the 'address' */
540         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
541                                          * the 'address'
542                                          */
543         union {
544                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
545                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
546                                          * used by PMD fault only.
547                                          */
548         };
549
550         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
551         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
552                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
553                                          * is set (which is also implied by
554                                          * VM_FAULT_ERROR).
555                                          */
556         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
557         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
558                                          * the 'address'. NULL if the page
559                                          * table hasn't been allocated.
560                                          */
561         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
562                                          * Protects pte page table if 'pte'
563                                          * is not NULL, otherwise pmd.
564                                          */
565         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
566                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
567                                          * table from atomic context.
568                                          * do_fault_around() pre-allocates
569                                          * page table to avoid allocation from
570                                          * atomic context.
571                                          */
572 };
573
574 /* page entry size for vm->huge_fault() */
575 enum page_entry_size {
576         PE_SIZE_PTE = 0,
577         PE_SIZE_PMD,
578         PE_SIZE_PUD,
579 };
580
581 /*
582  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
583  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
584  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
585  */
586 struct vm_operations_struct {
587         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
588         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
589         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
590         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
591         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
592         /*
593          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
594          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
595          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
596          */
597         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
598                         unsigned long end, unsigned long newflags);
599         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
600         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
601                         enum page_entry_size pe_size);
602         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
603                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
604         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
605
606         /* notification that a previously read-only page is about to become
607          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
608         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
609
610         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
611         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
612
613         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
614          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
615          * implementation useful for any iomem mapping.
616          */
617         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
618                       void *buf, int len, int write);
619
620         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
621          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
622          * vma to be dumped unconditionally. */
623         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
624
625 #ifdef CONFIG_NUMA
626         /*
627          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
628          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
629          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
630          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
631          * mempolicy.
632          */
633         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
634
635         /*
636          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
637          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
638          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
639          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
640          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
641          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
642          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
643          * policy.
644          */
645         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
646                                         unsigned long addr);
647 #endif
648         /*
649          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
650          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
651          * (using pte_page()) would not find the correct page.
652          */
653         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
654                                           unsigned long addr);
655 };
656
657 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
658 {
659         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
660
661         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
662         vma->vm_mm = mm;
663         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
664         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
665 }
666
667 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
668 {
669         vma->vm_ops = NULL;
670 }
671
672 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
673 {
674         return !vma->vm_ops;
675 }
676
677 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
678 {
679         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
680
681         if (!maybe_stack)
682                 return false;
683
684         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
685                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
686                 return true;
687
688         return false;
689 }
690
691 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
692 {
693         if (!current->mm)
694                 return true;
695
696         if (current->mm != vma->vm_mm)
697                 return true;
698
699         return false;
700 }
701
702 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
703 {
704         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
705 }
706
707 #ifdef CONFIG_SHMEM
708 /*
709  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
710  * paths in userfault.
711  */
712 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
713 #else
714 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
715 #endif
716
717 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
718
719 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
720 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
721
722 struct mmu_gather;
723 struct inode;
724
725 #include <linux/huge_mm.h>
726
727 /*
728  * Methods to modify the page usage count.
729  *
730  * What counts for a page usage:
731  * - cache mapping   (page->mapping)
732  * - private data    (page->private)
733  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
734  *   is counted separately
735  *
736  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
737  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
738  */
739
740 /*
741  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
742  */
743 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
744 {
745         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
746         return page_ref_dec_and_test(page);
747 }
748
749 /*
750  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
751  * that is the case.
752  * This can be called when MMU is off so it must not access
753  * any of the virtual mappings.
754  */
755 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
756 {
757         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
758 }
759
760 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
761
762 enum {
763         REGION_INTERSECTS,
764         REGION_DISJOINT,
765         REGION_MIXED,
766 };
767
768 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
769                       unsigned long desc);
770
771 /* Support for virtually mapped pages */
772 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
773 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
774
775 /*
776  * Determine if an address is within the vmalloc range
777  *
778  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
779  * is no special casing required.
780  */
781
782 #ifndef is_ioremap_addr
783 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
784 #endif
785
786 #ifdef CONFIG_MMU
787 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
788 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
789 #else
790 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
791 {
792         return false;
793 }
794 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
795 {
796         return 0;
797 }
798 #endif
799
800 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
801 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
802 {
803         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
804 }
805 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
806 {
807         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
808 }
809 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
810 {
811         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
812 }
813
814 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
815 {
816         size_t bytes;
817
818         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
819                 return NULL;
820
821         return kvmalloc(bytes, flags);
822 }
823
824 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
825 {
826         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
827 }
828
829 extern void kvfree(const void *addr);
830 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
831
832 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
833 {
834         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
835 }
836
837 /*
838  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
839  *
840  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
841  */
842 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
843 {
844         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
845         page = compound_head(page);
846         return head_compound_mapcount(page);
847 }
848
849 /*
850  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
851  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
852  * and atomic_add_negative(-1).
853  */
854 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
855 {
856         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
857 }
858
859 int __page_mapcount(struct page *page);
860
861 /*
862  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
863  * compound_mapcount().
864  *
865  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
866  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
867  * They use this place in struct page differently.
868  */
869 static inline int page_mapcount(struct page *page)
870 {
871         if (unlikely(PageCompound(page)))
872                 return __page_mapcount(page);
873         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
874 }
875
876 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
877 int total_mapcount(struct page *page);
878 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
879 #else
880 static inline int total_mapcount(struct page *page)
881 {
882         return page_mapcount(page);
883 }
884 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
885                                            int *total_mapcount)
886 {
887         int mapcount = page_mapcount(page);
888         if (total_mapcount)
889                 *total_mapcount = mapcount;
890         return mapcount;
891 }
892 #endif
893
894 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
895 {
896         struct page *page = virt_to_page(x);
897
898         return compound_head(page);
899 }
900
901 void __put_page(struct page *page);
902
903 void put_pages_list(struct list_head *pages);
904
905 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
906
907 /*
908  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
909  * prototype for that function and accessor functions.
910  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
911  */
912 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
913
914 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
915 enum compound_dtor_id {
916         NULL_COMPOUND_DTOR,
917         COMPOUND_PAGE_DTOR,
918 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
919         HUGETLB_PAGE_DTOR,
920 #endif
921 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
922         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
923 #endif
924         NR_COMPOUND_DTORS,
925 };
926 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
927
928 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
929                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
930 {
931         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
932         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
933 }
934
935 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
936 {
937         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
938         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
939 }
940
941 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
942 {
943         if (!PageHead(page))
944                 return 0;
945         return page[1].compound_order;
946 }
947
948 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
949 {
950         /*
951          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
952          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
953          * pages cannot support it.
954          */
955         page = compound_head(page);
956         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
957 }
958
959 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
960 {
961         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
962 }
963
964 static inline int compound_pincount(struct page *page)
965 {
966         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
967         page = compound_head(page);
968         return head_compound_pincount(page);
969 }
970
971 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
972 {
973         page[1].compound_order = order;
974         page[1].compound_nr = 1U << order;
975 }
976
977 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
978 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
979 {
980         if (!PageHead(page))
981                 return 1;
982         return page[1].compound_nr;
983 }
984
985 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
986 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
987 {
988         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
989 }
990
991 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
992 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
993 {
994         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
995 }
996
997 void free_compound_page(struct page *page);
998
999 #ifdef CONFIG_MMU
1000 /*
1001  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1002  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1003  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1004  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1005  */
1006 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1007 {
1008         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1009                 pte = pte_mkwrite(pte);
1010         return pte;
1011 }
1012
1013 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1014 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1015
1016 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1017 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1018 #endif
1019
1020 /*
1021  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1022  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1023  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1024  * only one copy in memory, at most, normally.
1025  *
1026  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1027  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1028  *   freelist management in the buddy allocator.
1029  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1030  *
1031  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1032  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1033  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1034  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1035  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1036  *
1037  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1038  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1039  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1040  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1041  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1042  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1043  * subsequently been given references to it.
1044  *
1045  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1046  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1047  * The following discussion applies only to them.
1048  *
1049  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1050  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1051  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1052  * into the filesystem to release these pages.
1053  *
1054  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1055  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1056  * in units of PAGE_SIZE.
1057  *
1058  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1059  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1060  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1061  *
1062  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1063  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1064  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1065  *
1066  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1067  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1068  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1069  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1070  *
1071  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1072  * - inode pages may need to be read from disk,
1073  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1074  *   to be written back to the inode on disk,
1075  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1076  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1077  *   back into memory.
1078  */
1079
1080 /*
1081  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1082  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1083  */
1084
1085 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1086 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1087 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1088 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1089 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1090 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1091
1092 /*
1093  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1094  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1095  * the compiler will optimise away reference to them.
1096  */
1097 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1098 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1099 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1100 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1101 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1102
1103 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1104 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1105 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1106 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1107                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1108 #else
1109 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1110 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1111                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1112 #endif
1113
1114 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1115
1116 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1117 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1118 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1119 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1120 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1121 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1122
1123 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1124 {
1125         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1126         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1130 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1131 {
1132         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1133 }
1134 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1135                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1136 #else
1137 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1138 {
1139         return false;
1140 }
1141 #endif
1142
1143 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1144 {
1145         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1146 }
1147
1148 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1149 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1150 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1151
1152 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1153 {
1154         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1155                 return false;
1156         if (!is_zone_device_page(page))
1157                 return false;
1158         switch (page->pgmap->type) {
1159         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1160         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1161                 return true;
1162         default:
1163                 break;
1164         }
1165         return false;
1166 }
1167
1168 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1169
1170 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1171 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1172 {
1173         return false;
1174 }
1175
1176 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1177 {
1178 }
1179 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1180
1181 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1182 {
1183         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1184                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1185                 is_zone_device_page(page) &&
1186                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1187 }
1188
1189 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1190 {
1191         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1192                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1193                 is_zone_device_page(page) &&
1194                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1195 }
1196
1197 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1198 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1199         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1200
1201 static inline void get_page(struct page *page)
1202 {
1203         page = compound_head(page);
1204         /*
1205          * Getting a normal page or the head of a compound page
1206          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1207          */
1208         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1209         page_ref_inc(page);
1210 }
1211
1212 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1213 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1214                                                    unsigned int flags);
1215
1216
1217 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1218 {
1219         page = compound_head(page);
1220         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1221                 return false;
1222         page_ref_inc(page);
1223         return true;
1224 }
1225
1226 static inline void put_page(struct page *page)
1227 {
1228         page = compound_head(page);
1229
1230         /*
1231          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1232          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1233          * need to inform the device driver through callback. See
1234          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1235          */
1236         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1237                 put_devmap_managed_page(page);
1238                 return;
1239         }
1240
1241         if (put_page_testzero(page))
1242                 __put_page(page);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1247  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1248  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1249  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1250  *
1251  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1252  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1253  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1254  *
1255  * Choice of value:
1256  *
1257  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1258  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1259  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1260  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1261  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1262  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1263  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1264  *
1265  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1266  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1267  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1268  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1269  * issue.
1270  *
1271  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1272  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1273  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1274  * table entries.
1275  */
1276 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1277
1278 void unpin_user_page(struct page *page);
1279 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1280                                  bool make_dirty);
1281 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1282                                       bool make_dirty);
1283 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1284
1285 /**
1286  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1287  * @page: The page.
1288  *
1289  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1290  * a function in the pin_user_pages() family.
1291  *
1292  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1293  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1294  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1295  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1296  *
1297  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1298  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1299  * deal gracefully with a false positive.
1300  *
1301  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1302  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1303  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1304  * scheme).
1305  *
1306  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1307  *
1308  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1309  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1310  */
1311 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1312 {
1313         if (hpage_pincount_available(page))
1314                 return compound_pincount(page) > 0;
1315
1316         /*
1317          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1318          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1319          * further incrementing the refcount.
1320          *
1321          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1322          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1323          */
1324         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1325                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1326 }
1327
1328 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1329 {
1330         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1331 }
1332
1333 /*
1334  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1335  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1336  */
1337 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1338                                           struct page *page)
1339 {
1340         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1341                 return false;
1342
1343         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1344                 return false;
1345
1346         return page_maybe_dma_pinned(page);
1347 }
1348
1349 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1350 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1351 #endif
1352
1353 /*
1354  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1355  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1356  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1357  * node id available in page flags.
1358  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1359  * pages in a zone.
1360  */
1361 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1362 {
1363         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1364 }
1365
1366 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1367 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1368 #else
1369 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1370 {
1371         struct page *p = (struct page *)page;
1372
1373         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1374 }
1375 #endif
1376
1377 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1378 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1379 {
1380         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1381 }
1382
1383 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1384 {
1385         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1386 }
1387
1388 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1389 {
1390         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1391 }
1392
1393 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1394 {
1395         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1396 }
1397
1398 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1399 {
1400         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1401 }
1402
1403 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1404 {
1405         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1406 }
1407
1408 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1409 {
1410         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1411 }
1412
1413 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1414 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1415 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1416 {
1417         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1418 }
1419
1420 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1421 {
1422         return page->_last_cpupid;
1423 }
1424 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1425 {
1426         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1427 }
1428 #else
1429 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1430 {
1431         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1432 }
1433
1434 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1435
1436 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1437 {
1438         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1439 }
1440 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1441 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1442 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1443 {
1444         return page_to_nid(page); /* XXX */
1445 }
1446
1447 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1448 {
1449         return page_to_nid(page); /* XXX */
1450 }
1451
1452 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1453 {
1454         return -1;
1455 }
1456
1457 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1458 {
1459         return -1;
1460 }
1461
1462 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1463 {
1464         return -1;
1465 }
1466
1467 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1468 {
1469         return -1;
1470 }
1471
1472 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1473 {
1474         return true;
1475 }
1476
1477 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1478 {
1479 }
1480
1481 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1482 {
1483         return false;
1484 }
1485 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1486
1487 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1488
1489 /*
1490  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1491  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1492  * value 0x00 maps to 0xff.
1493  */
1494
1495 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1496 {
1497         u8 tag = 0xff;
1498
1499         if (kasan_enabled()) {
1500                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1501                 tag ^= 0xff;
1502         }
1503
1504         return tag;
1505 }
1506
1507 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1508 {
1509         if (kasan_enabled()) {
1510                 tag ^= 0xff;
1511                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1512                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1513         }
1514 }
1515
1516 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1517 {
1518         if (kasan_enabled())
1519                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1520 }
1521
1522 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1523
1524 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1525 {
1526         return 0xff;
1527 }
1528
1529 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1530 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1531
1532 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1533
1534 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1535 {
1536         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1537 }
1538
1539 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1540 {
1541         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1542 }
1543
1544 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1545 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1546 {
1547         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1548         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1549 }
1550
1551 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1552 {
1553         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1554 }
1555 #endif
1556
1557 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1558 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1559 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1560 {
1561         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1562                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1563 }
1564 #else
1565 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1566 {
1567         return true;
1568 }
1569 #endif
1570
1571 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1572 {
1573         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1574         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1575 }
1576
1577 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1578 {
1579         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1580         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1581 }
1582
1583 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1584         unsigned long node, unsigned long pfn)
1585 {
1586         set_page_zone(page, zone);
1587         set_page_node(page, node);
1588 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1589         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1590 #endif
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1595  */
1596 #include <linux/vmstat.h>
1597
1598 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1599 {
1600         return page_to_virt(page);
1601 }
1602
1603 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1604 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1605 #endif
1606
1607 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1608 static inline void *page_address(const struct page *page)
1609 {
1610         return page->virtual;
1611 }
1612 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1613 {
1614         page->virtual = address;
1615 }
1616 #define page_address_init()  do { } while(0)
1617 #endif
1618
1619 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1620 void *page_address(const struct page *page);
1621 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1622 void page_address_init(void);
1623 #endif
1624
1625 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1626 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1627 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1628 #define page_address_init()  do { } while(0)
1629 #endif
1630
1631 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1632 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1633 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1634
1635 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1636
1637 static inline
1638 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1639 {
1640         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1641                 return __page_file_mapping(page);
1642
1643         return page->mapping;
1644 }
1645
1646 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1647
1648 /*
1649  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1650  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1651  */
1652 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1653 {
1654         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1655                 return __page_file_index(page);
1656         return page->index;
1657 }
1658
1659 bool page_mapped(struct page *page);
1660 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1661
1662 /*
1663  * Return true only if the page has been allocated with
1664  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1665  * met implying that the system is under some pressure.
1666  */
1667 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1668 {
1669         /*
1670          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1671          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1672          * they do not need to preserve that information.
1673          */
1674         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1679  * page.
1680  */
1681 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1682 {
1683         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1684 }
1685
1686 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1687 {
1688         page->lru.next = NULL;
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1693  */
1694 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1695
1696 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1697 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1698
1699 /*
1700  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1701  * various contexts.
1702  */
1703 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1704
1705 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1706
1707 #ifdef CONFIG_MMU
1708 extern bool can_do_mlock(void);
1709 #else
1710 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1711 #endif
1712 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1713 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1714
1715 /*
1716  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1717  */
1718 struct zap_details {
1719         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1720         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1721         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1722         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1723 };
1724
1725 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1726                              pte_t pte);
1727 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1728                                 pmd_t pmd);
1729
1730 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1731                   unsigned long size);
1732 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1733                     unsigned long size);
1734 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1735                 unsigned long start, unsigned long end);
1736
1737 struct mmu_notifier_range;
1738
1739 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1740                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1741 int
1742 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1743 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1744                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1745                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1746 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1747                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1748 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1749         unsigned long *pfn);
1750 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1751                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1752 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1753                         void *buf, int len, int write);
1754
1755 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1756 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1757 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1758 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1759 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1760 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1761 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1762
1763 #ifdef CONFIG_MMU
1764 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1765                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1766                                   struct pt_regs *regs);
1767 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1768                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1769                             bool *unlocked);
1770 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1771 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1772                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1773 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1774                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1775 #else
1776 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1777                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1778                                          struct pt_regs *regs)
1779 {
1780         /* should never happen if there's no MMU */
1781         BUG();
1782         return VM_FAULT_SIGBUS;
1783 }
1784 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1785                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1786 {
1787         /* should never happen if there's no MMU */
1788         BUG();
1789         return -EFAULT;
1790 }
1791 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1792 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1793                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1794 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1795                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1796 #endif
1797
1798 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1799                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1800 {
1801         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1802 }
1803
1804 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1805                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1806 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1807                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1808 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1809                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1810
1811 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1812                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1813                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1814                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1815 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1816                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1817                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1818                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1819 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1820                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1821                             struct vm_area_struct **vmas);
1822 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1823                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1824                     struct vm_area_struct **vmas);
1825 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1826                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1827 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1828                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1829 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1830                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1831 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1832                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1833
1834 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1835                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1836 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1837                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1838
1839 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1840 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1841                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1842
1843 struct kvec;
1844 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1845                         struct page **pages);
1846 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1847 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1848
1849 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1850 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1851                               unsigned int length);
1852
1853 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1854                                 struct page *page);
1855 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1856                           struct bdi_writeback *wb);
1857 int set_page_dirty(struct page *page);
1858 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1859 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1860 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1861 {
1862         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1863         if (PageDirty(page))
1864                 __cancel_dirty_page(page);
1865 }
1866 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1867
1868 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1869
1870 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1871                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1872                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1873                 bool need_rmap_locks);
1874
1875 /*
1876  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1877  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1878  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1879  * time.
1880  */
1881 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1882 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1883 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1884 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1885 /* Whether this change is for write protecting */
1886 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1887 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1888 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1889                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1890
1891 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1892                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1893                               unsigned long cp_flags);
1894 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1895                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1896                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1897
1898 /*
1899  * doesn't attempt to fault and will return short.
1900  */
1901 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1902                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1903 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1904                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1905
1906 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1907                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1908 {
1909         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1910 }
1911 /*
1912  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1913  */
1914 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1915 {
1916         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1917
1918 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1919         /*
1920          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1921          * But it's never be expected number for users.
1922          */
1923         if (val < 0)
1924                 val = 0;
1925 #endif
1926         return (unsigned long)val;
1927 }
1928
1929 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1930
1931 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1932 {
1933         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1934
1935         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1936 }
1937
1938 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1939 {
1940         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1941
1942         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1943 }
1944
1945 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1946 {
1947         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1948
1949         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1950 }
1951
1952 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1953 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1954 {
1955         if (PageSwapBacked(page))
1956                 return MM_SHMEMPAGES;
1957         return MM_FILEPAGES;
1958 }
1959
1960 static inline int mm_counter(struct page *page)
1961 {
1962         if (PageAnon(page))
1963                 return MM_ANONPAGES;
1964         return mm_counter_file(page);
1965 }
1966
1967 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1968 {
1969         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1970                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1971                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1972 }
1973
1974 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1975 {
1976         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1977 }
1978
1979 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1980 {
1981         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1982 }
1983
1984 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1985 {
1986         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1987
1988         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1989                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1990 }
1991
1992 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1993 {
1994         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1995                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1996 }
1997
1998 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1999 {
2000         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2001 }
2002
2003 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2004                                          struct mm_struct *mm)
2005 {
2006         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2007
2008         if (*maxrss < hiwater_rss)
2009                 *maxrss = hiwater_rss;
2010 }
2011
2012 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2013 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2014 #else
2015 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2016 {
2017 }
2018 #endif
2019
2020 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2021 static inline int pte_special(pte_t pte)
2022 {
2023         return 0;
2024 }
2025
2026 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2027 {
2028         return pte;
2029 }
2030 #endif
2031
2032 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2033 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2034 {
2035         return 0;
2036 }
2037 #endif
2038
2039 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2040
2041 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2042                                spinlock_t **ptl);
2043 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2044                                     spinlock_t **ptl)
2045 {
2046         pte_t *ptep;
2047         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2048         return ptep;
2049 }
2050
2051 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2052 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2053                                                 unsigned long address)
2054 {
2055         return 0;
2056 }
2057 #else
2058 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2059 #endif
2060
2061 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2062 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2063                                                 unsigned long address)
2064 {
2065         return 0;
2066 }
2067 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2068 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2069
2070 #else
2071 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2072
2073 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2074 {
2075         if (mm_pud_folded(mm))
2076                 return;
2077         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2078 }
2079
2080 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2081 {
2082         if (mm_pud_folded(mm))
2083                 return;
2084         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2085 }
2086 #endif
2087
2088 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2089 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2090                                                 unsigned long address)
2091 {
2092         return 0;
2093 }
2094
2095 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2096 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2097
2098 #else
2099 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2100
2101 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2102 {
2103         if (mm_pmd_folded(mm))
2104                 return;
2105         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2106 }
2107
2108 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2109 {
2110         if (mm_pmd_folded(mm))
2111                 return;
2112         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2113 }
2114 #endif
2115
2116 #ifdef CONFIG_MMU
2117 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2118 {
2119         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2120 }
2121
2122 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2123 {
2124         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2125 }
2126
2127 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2128 {
2129         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2130 }
2131
2132 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2133 {
2134         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2135 }
2136 #else
2137
2138 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2139 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2140 {
2141         return 0;
2142 }
2143
2144 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2145 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2146 #endif
2147
2148 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2149 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2150
2151 #if defined(CONFIG_MMU)
2152
2153 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2154                 unsigned long address)
2155 {
2156         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2157                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2158 }
2159
2160 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2161                 unsigned long address)
2162 {
2163         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2164                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2165 }
2166
2167 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2168 {
2169         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2170                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2171 }
2172 #endif /* CONFIG_MMU */
2173
2174 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2175 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2176 void __init ptlock_cache_init(void);
2177 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2178 extern void ptlock_free(struct page *page);
2179
2180 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2181 {
2182         return page->ptl;
2183 }
2184 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2185 static inline void ptlock_cache_init(void)
2186 {
2187 }
2188
2189 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2190 {
2191         return true;
2192 }
2193
2194 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2195 {
2196 }
2197
2198 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2199 {
2200         return &page->ptl;
2201 }
2202 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2203
2204 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2205 {
2206         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2207 }
2208
2209 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2210 {
2211         /*
2212          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2213          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2214          *
2215          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2216          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2217          */
2218         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2219         if (!ptlock_alloc(page))
2220                 return false;
2221         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2222         return true;
2223 }
2224
2225 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2226 /*
2227  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2228  */
2229 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2230 {
2231         return &mm->page_table_lock;
2232 }
2233 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2234 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2235 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2236 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2237
2238 static inline void pgtable_init(void)
2239 {
2240         ptlock_cache_init();
2241         pgtable_cache_init();
2242 }
2243
2244 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2245 {
2246         if (!ptlock_init(page))
2247                 return false;
2248         __SetPageTable(page);
2249         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2250         return true;
2251 }
2252
2253 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2254 {
2255         ptlock_free(page);
2256         __ClearPageTable(page);
2257         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2258 }
2259
2260 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2261 ({                                                      \
2262         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2263         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2264         *(ptlp) = __ptl;                                \
2265         spin_lock(__ptl);                               \
2266         __pte;                                          \
2267 })
2268
2269 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2270         spin_unlock(ptl);                               \
2271         pte_unmap(pte);                                 \
2272 } while (0)
2273
2274 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2275
2276 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2277         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2278
2279 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2280         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2281                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2282
2283 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2284         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2285                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2286
2287 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2288
2289 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2290 {
2291         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2292         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2293 }
2294
2295 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2296 {
2297         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2298 }
2299
2300 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2301 {
2302 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2303         page->pmd_huge_pte = NULL;
2304 #endif
2305         return ptlock_init(page);
2306 }
2307
2308 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2309 {
2310 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2311         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2312 #endif
2313         ptlock_free(page);
2314 }
2315
2316 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2317
2318 #else
2319
2320 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2321 {
2322         return &mm->page_table_lock;
2323 }
2324
2325 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2326 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2327
2328 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2329
2330 #endif
2331
2332 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2333 {
2334         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2335         spin_lock(ptl);
2336         return ptl;
2337 }
2338
2339 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2340 {
2341         if (!pmd_ptlock_init(page))
2342                 return false;
2343         __SetPageTable(page);
2344         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2345         return true;
2346 }
2347
2348 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2349 {
2350         pmd_ptlock_free(page);
2351         __ClearPageTable(page);
2352         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2353 }
2354
2355 /*
2356  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2357  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2358  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2359  * which need to be converted from page_table_lock.
2360  */
2361 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2362 {
2363         return &mm->page_table_lock;
2364 }
2365
2366 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2367 {
2368         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2369
2370         spin_lock(ptl);
2371         return ptl;
2372 }
2373
2374 extern void __init pagecache_init(void);
2375 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2376 extern void free_initmem(void);
2377
2378 /*
2379  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2380  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2381  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2382  * Return pages freed into the buddy system.
2383  */
2384 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2385                                         int poison, const char *s);
2386
2387 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2388 extern void mem_init_print_info(void);
2389
2390 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2391
2392 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2393 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2394 {
2395         ClearPageReserved(page);
2396         init_page_count(page);
2397         __free_page(page);
2398         adjust_managed_page_count(page, 1);
2399 }
2400 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2401
2402 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2403 {
2404         SetPageReserved(page);
2405         adjust_managed_page_count(page, -1);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2410  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2411  * range [0, UCHAR_MAX].
2412  * Return pages freed into the buddy system.
2413  */
2414 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2415 {
2416         extern char __init_begin[], __init_end[];
2417
2418         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2419                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2420 }
2421
2422 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2423 {
2424         int nid;
2425         unsigned long phys_pages = 0;
2426
2427         for_each_online_node(nid)
2428                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2429
2430         return phys_pages;
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2435  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2436  * architecture independent manner.
2437  *
2438  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2439  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2440  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2441  * usage, an architecture is expected to do something like
2442  *
2443  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2444  *                                                       max_highmem_pfn};
2445  * for_each_valid_physical_page_range()
2446  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2447  * free_area_init(max_zone_pfns);
2448  */
2449 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2450 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2451 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2452                                                 unsigned long end_pfn);
2453 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2454                                                 unsigned long end_pfn);
2455 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2456                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2457 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2458
2459 #ifndef CONFIG_NUMA
2460 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2461 {
2462         return 0;
2463 }
2464 #else
2465 /* please see mm/page_alloc.c */
2466 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2467 #endif
2468
2469 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2470 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2471                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2472                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2473 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2474 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2475 extern void mem_init(void);
2476 extern void __init mmap_init(void);
2477 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2478 extern long si_mem_available(void);
2479 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2480 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2481 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2482 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2483 #endif
2484
2485 extern __printf(3, 4)
2486 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2487
2488 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2489
2490 /* page_alloc.c */
2491 extern int min_free_kbytes;
2492 extern int watermark_boost_factor;
2493 extern int watermark_scale_factor;
2494 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2495
2496 /* nommu.c */
2497 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2498 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2499
2500 /* interval_tree.c */
2501 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2502                               struct rb_root_cached *root);
2503 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2504                                     struct vm_area_struct *prev,
2505                                     struct rb_root_cached *root);
2506 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2507                               struct rb_root_cached *root);
2508 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2509                                 unsigned long start, unsigned long last);
2510 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2511                                 unsigned long start, unsigned long last);
2512
2513 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2514         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2515              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2516
2517 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2518                                    struct rb_root_cached *root);
2519 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2520                                    struct rb_root_cached *root);
2521 struct anon_vma_chain *
2522 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2523                                   unsigned long start, unsigned long last);
2524 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2525         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2526 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2527 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2528 #endif
2529
2530 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2531         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2532              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2533
2534 /* mmap.c */
2535 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2536 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2537         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2538         struct vm_area_struct *expand);
2539 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2540         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2541 {
2542         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2543 }
2544 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2545         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2546         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2547         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2548 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2549 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2550         unsigned long addr, int new_below);
2551 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2552         unsigned long addr, int new_below);
2553 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2554 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2555         struct rb_node **, struct rb_node *);
2556 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2557 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2558         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2559         bool *need_rmap_locks);
2560 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2561
2562 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2563                                     unsigned long new,
2564                                     unsigned long start,
2565                                     unsigned long end_data,
2566                                     unsigned long start_data)
2567 {
2568         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2569                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2570                         return -ENOSPC;
2571         }
2572
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2577 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2578
2579 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2580 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2581 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2582
2583 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2584 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2585
2586 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2587                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2588 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2589                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2590                                    unsigned long flags,
2591                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2592 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2593 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2594                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2595                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2596
2597 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2598
2599 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2600
2601 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2602         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2603         struct list_head *uf);
2604 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2605         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2606         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2607 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2608                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2609 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2610                      struct list_head *uf);
2611 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2612
2613 #ifdef CONFIG_MMU
2614 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2615                          int ignore_errors);
2616 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2617 {
2618         /* Ignore errors */
2619         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2620 }
2621 #else
2622 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2623 #endif
2624
2625 /* These take the mm semaphore themselves */
2626 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2627 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2628 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2629 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2630         unsigned long, unsigned long,
2631         unsigned long, unsigned long);
2632
2633 struct vm_unmapped_area_info {
2634 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2635         unsigned long flags;
2636         unsigned long length;
2637         unsigned long low_limit;
2638         unsigned long high_limit;
2639         unsigned long align_mask;
2640         unsigned long align_offset;
2641 };
2642
2643 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2644
2645 /* truncate.c */
2646 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2647 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2648                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2649 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2650
2651 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2652 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2653 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2654                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2655 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2656
2657 /* mm/page-writeback.c */
2658 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2659 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2660
2661 extern unsigned long stack_guard_gap;
2662 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2663 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2664
2665 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2666 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2667                 unsigned long address);
2668 #if VM_GROWSUP
2669 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2670 #else
2671   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2672 #endif
2673
2674 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2675 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2676 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2677                                              struct vm_area_struct **pprev);
2678
2679 /**
2680  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2681  * @mm: The process address space.
2682  * @start_addr: The inclusive start user address.
2683  * @end_addr: The exclusive end user address.
2684  *
2685  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2686  * start_addr < end_addr.
2687  */
2688 static inline
2689 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2690                                              unsigned long start_addr,
2691                                              unsigned long end_addr)
2692 {
2693         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2694
2695         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2696                 vma = NULL;
2697         return vma;
2698 }
2699
2700 /**
2701  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2702  * @mm: The process address space.
2703  * @addr: The user address.
2704  *
2705  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2706  */
2707 static inline
2708 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2709 {
2710         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2711
2712         if (vma && addr < vma->vm_start)
2713                 vma = NULL;
2714
2715         return vma;
2716 }
2717
2718 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2719 {
2720         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2721
2722         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2723                 vm_start -= stack_guard_gap;
2724                 if (vm_start > vma->vm_start)
2725                         vm_start = 0;
2726         }
2727         return vm_start;
2728 }
2729
2730 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2731 {
2732         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2733
2734         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2735                 vm_end += stack_guard_gap;
2736                 if (vm_end < vma->vm_end)
2737                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2738         }
2739         return vm_end;
2740 }
2741
2742 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2743 {
2744         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2745 }
2746
2747 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2748 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2749                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2750 {
2751         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2752
2753         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2754                 vma = NULL;
2755
2756         return vma;
2757 }
2758
2759 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2760                                 unsigned long start, unsigned long end)
2761 {
2762         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_MMU
2766 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2767 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2768 #else
2769 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2770 {
2771         return __pgprot(0);
2772 }
2773 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2774 {
2775         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2776 }
2777 #endif
2778
2779 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2780
2781 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2782 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2783                         unsigned long start, unsigned long end);
2784 #endif
2785
2786 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2787 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2788                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2789 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2790                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2791 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2792 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2793                         struct page **pages, unsigned long *num);
2794 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2795                                 unsigned long num);
2796 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2797                                 unsigned long num);
2798 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2799                         unsigned long pfn);
2800 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2801                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2802 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2803                         pfn_t pfn);
2804 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2805                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2806 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2807                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2808 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2809
2810 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2811                                 unsigned long addr, struct page *page)
2812 {
2813         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2814
2815         if (err == -ENOMEM)
2816                 return VM_FAULT_OOM;
2817         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2818                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2819
2820         return VM_FAULT_NOPAGE;
2821 }
2822
2823 #ifndef io_remap_pfn_range
2824 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2825                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2826                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2827 {
2828         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2829 }
2830 #endif
2831
2832 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2833 {
2834         if (err == -ENOMEM)
2835                 return VM_FAULT_OOM;
2836         return VM_FAULT_SIGBUS;
2837 }
2838
2839 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2840                          unsigned int foll_flags);
2841
2842 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2843 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2844 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2845 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2846 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2847 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2848                                  * and return without waiting upon it */
2849 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2850 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2851 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2852 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2853 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2854 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2855 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2856 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2857 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2858 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2859 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2860 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2861 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2862
2863 /*
2864  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2865  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2866  *
2867  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2868  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2869  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2870  *
2871  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2872  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2873  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2874  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2875  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2876  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2877  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2878  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2879  *
2880  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2881  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2882  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2883  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2884  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2885  *
2886  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2887  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2888  * FOLL_LONGTERM is specified.
2889  *
2890  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2891  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2892  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2893  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2894  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2895  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2896  * a call to unpin_user_page().
2897  *
2898  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2899  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2900  * its own acquire and release mechanisms:
2901  *
2902  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2903  *
2904  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2905  *
2906  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2907  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2908  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2909  * callers, not on the pages.)
2910  *
2911  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2912  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2913  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2914  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2915  *
2916  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2917  */
2918
2919 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2920 {
2921         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2922                 return -ENOMEM;
2923         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2924                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2925         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2926                 return -EFAULT;
2927         return 0;
2928 }
2929
2930 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2931 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2932                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2933 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2934                                    unsigned long address, unsigned long size,
2935                                    pte_fn_t fn, void *data);
2936
2937 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2938 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2939 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2940 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2941 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2942 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2943 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2944 {
2945         return _page_poisoning_enabled_early;
2946 }
2947 /*
2948  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2949  * false negative result is not harmful when called too early.
2950  */
2951 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2952 {
2953         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2954 }
2955 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2956 {
2957         if (page_poisoning_enabled_static())
2958                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2959 }
2960 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2961 {
2962         if (page_poisoning_enabled_static())
2963                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2964 }
2965 #else
2966 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2967 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2968 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2969 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2970 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2971 #endif
2972
2973 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2974 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2975 {
2976         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2977                                 &init_on_alloc))
2978                 return true;
2979         return flags & __GFP_ZERO;
2980 }
2981
2982 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2983 static inline bool want_init_on_free(void)
2984 {
2985         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2986                                    &init_on_free);
2987 }
2988
2989 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2990 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2991
2992 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2993 {
2994         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2995                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3000  * false negative result is not harmful when called too early.
3001  */
3002 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3003 {
3004         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3005                 return false;
3006
3007         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3008 }
3009
3010 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3011 /*
3012  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3013  * __kernel_map_pages() never fails
3014  */
3015 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3016
3017 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3018 {
3019         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3020                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3021 }
3022
3023 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3024 {
3025         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3026                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3027 }
3028 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3029 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3030 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3031 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3032
3033 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3034 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3035 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3036 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3037 #else
3038 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3039 {
3040         return NULL;
3041 }
3042 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3043 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3044 {
3045         return 0;
3046 }
3047 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3048
3049 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3050
3051 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3052 extern int sysctl_drop_caches;
3053 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3054                 loff_t *);
3055 #endif
3056
3057 void drop_slab(void);
3058 void drop_slab_node(int nid);
3059
3060 #ifndef CONFIG_MMU
3061 #define randomize_va_space 0
3062 #else
3063 extern int randomize_va_space;
3064 #endif
3065
3066 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3067 #ifdef CONFIG_MMU
3068 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3069 #else
3070 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3071 {
3072 }
3073 #endif
3074
3075 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3076                        unsigned long reuse);
3077 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3078                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3079
3080 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3081 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3082                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3083 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3084 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3085 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3086 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3087 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3088                             struct vmem_altmap *altmap);
3089 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3090 struct vmem_altmap;
3091 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3092                               struct vmem_altmap *altmap);
3093 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3094 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3095                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3096 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3097                 struct vmem_altmap *altmap);
3098 void vmemmap_populate_print_last(void);
3099 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3100 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3101                 struct vmem_altmap *altmap);
3102 #endif
3103 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3104                                   unsigned long nr_pages);
3105
3106 enum mf_flags {
3107         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3108         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3109         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3110         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3111 };
3112 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3113 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3114 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3115 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3116 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3117 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3118 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3119 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3120 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3121
3122
3123 /*
3124  * Error handlers for various types of pages.
3125  */
3126 enum mf_result {
3127         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3128         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3129         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3130         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3131 };
3132
3133 enum mf_action_page_type {
3134         MF_MSG_KERNEL,
3135         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3136         MF_MSG_SLAB,
3137         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3138         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3139         MF_MSG_HUGE,
3140         MF_MSG_FREE_HUGE,
3141         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3142         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3143         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3144         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3145         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3146         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3147         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3148         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3149         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3150         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3151         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3152         MF_MSG_BUDDY,
3153         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3154         MF_MSG_DAX,
3155         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3156         MF_MSG_UNKNOWN,
3157 };
3158
3159 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3160 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3161                             unsigned long addr_hint,
3162                             unsigned int pages_per_huge_page);
3163 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3164                                 unsigned long addr_hint,
3165                                 struct vm_area_struct *vma,
3166                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3167 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3168                                 const void __user *usr_src,
3169                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3170                                 bool allow_pagefault);
3171
3172 /**
3173  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3174  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3175  *
3176  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3177  * the definition in vm_normal_page().
3178  *
3179  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3180  * false otherwise.
3181  */
3182 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3183 {
3184         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3185                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3186 }
3187
3188 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3189
3190 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3191 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3192 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3193
3194 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3195 {
3196         return _debug_guardpage_minorder;
3197 }
3198
3199 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3200 {
3201         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3202 }
3203
3204 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3205 {
3206         if (!debug_guardpage_enabled())
3207                 return false;
3208
3209         return PageGuard(page);
3210 }
3211 #else
3212 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3213 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3214 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3215 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3216
3217 #if MAX_NUMNODES > 1
3218 void __init setup_nr_node_ids(void);
3219 #else
3220 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3221 #endif
3222
3223 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3224
3225 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3226 {
3227         return !memcmp_pages(page1, page2);
3228 }
3229
3230 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3231 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3232                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3233                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3234                                                 unsigned long *bitmap,
3235                                                 pgoff_t *start,
3236                                                 pgoff_t *end);
3237
3238 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3239                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3240 #endif
3241
3242 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3243
3244 #ifdef CONFIG_PRINTK
3245 void mem_dump_obj(void *object);
3246 #else
3247 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3248 #endif
3249
3250 /**
3251  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3252  * @seals: the seals to check
3253  * @vma: the vma to operate on
3254  *
3255  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3256  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3257  */
3258 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3259 {
3260         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3261                 /*
3262                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3263                  * "future write" seal active.
3264                  */
3265                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3266                         return -EPERM;
3267
3268                 /*
3269                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3270                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3271                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3272                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3273                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3274                  */
3275                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3276                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3277         }
3278
3279         return 0;
3280 }
3281
3282 #endif /* __KERNEL__ */
3283 #endif /* _LINUX_MM_H */
This page took 0.212561 seconds and 4 git commands to generate.