]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/mm.h
Merge tag 'x86_urgent_for_v6.7_rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 #include <linux/mmdebug.h>
7 #include <linux/gfp.h>
8 #include <linux/bug.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/atomic.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/mmap_lock.h>
16 #include <linux/range.h>
17 #include <linux/pfn.h>
18 #include <linux/percpu-refcount.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21 #include <linux/resource.h>
22 #include <linux/page_ext.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/page-flags.h>
25 #include <linux/page_ref.h>
26 #include <linux/overflow.h>
27 #include <linux/sizes.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/pgtable.h>
30 #include <linux/kasan.h>
31 #include <linux/memremap.h>
32 #include <linux/slab.h>
33
34 struct mempolicy;
35 struct anon_vma;
36 struct anon_vma_chain;
37 struct user_struct;
38 struct pt_regs;
39
40 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
41
42 void mm_core_init(void);
43 void init_mm_internals(void);
44
45 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
46 extern unsigned long max_mapnr;
47
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
49 {
50         max_mapnr = limit;
51 }
52 #else
53 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
54 #endif
55
56 extern atomic_long_t _totalram_pages;
57 static inline unsigned long totalram_pages(void)
58 {
59         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
60 }
61
62 static inline void totalram_pages_inc(void)
63 {
64         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
65 }
66
67 static inline void totalram_pages_dec(void)
68 {
69         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
70 }
71
72 static inline void totalram_pages_add(long count)
73 {
74         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
75 }
76
77 extern void * high_memory;
78 extern int page_cluster;
79 extern const int page_cluster_max;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/processor.h>
100
101 #ifndef __pa_symbol
102 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
103 #endif
104
105 #ifndef page_to_virt
106 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
107 #endif
108
109 #ifndef lm_alias
110 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
111 #endif
112
113 /*
114  * To prevent common memory management code establishing
115  * a zero page mapping on a read fault.
116  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
117  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
118  * related to the physical page in case of virtualization.
119  */
120 #ifndef mm_forbids_zeropage
121 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
122 #endif
123
124 /*
125  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
126  * If an architecture decides to implement their own version of
127  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
128  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
129  */
130 #if BITS_PER_LONG == 64
131 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 96
132  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
133  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
134  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
135  * this can result in several of the writes here being dropped.
136  */
137 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
138 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
139 {
140         unsigned long *_pp = (void *)page;
141
142          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, 80, 88 or 96 bytes */
143         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
144         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
145         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 96);
146
147         switch (sizeof(struct page)) {
148         case 96:
149                 _pp[11] = 0;
150                 fallthrough;
151         case 88:
152                 _pp[10] = 0;
153                 fallthrough;
154         case 80:
155                 _pp[9] = 0;
156                 fallthrough;
157         case 72:
158                 _pp[8] = 0;
159                 fallthrough;
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;
162                 fallthrough;
163         case 56:
164                 _pp[6] = 0;
165                 _pp[5] = 0;
166                 _pp[4] = 0;
167                 _pp[3] = 0;
168                 _pp[2] = 0;
169                 _pp[1] = 0;
170                 _pp[0] = 0;
171         }
172 }
173 #else
174 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
175 #endif
176
177 /*
178  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
179  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
180  * problem.
181  *
182  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
183  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
184  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
185  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
186  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
187  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
188  *
189  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
190  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
191  * that.
192  */
193 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
194 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
195
196 extern int sysctl_max_map_count;
197
198 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
199 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
200
201 extern int sysctl_overcommit_memory;
202 extern int sysctl_overcommit_ratio;
203 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
204
205 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
206                 loff_t *);
207 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
208                 loff_t *);
209 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
210                 loff_t *);
211
212 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
213 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
214 #define folio_page_idx(folio, p)        (page_to_pfn(p) - folio_pfn(folio))
215 #else
216 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
217 #define folio_page_idx(folio, p)        ((p) - &(folio)->page)
218 #endif
219
220 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
221 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
222
223 /* to align the pointer to the (prev) page boundary */
224 #define PAGE_ALIGN_DOWN(addr) ALIGN_DOWN(addr, PAGE_SIZE)
225
226 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
227 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
228
229 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
230 static inline struct folio *lru_to_folio(struct list_head *head)
231 {
232         return list_entry((head)->prev, struct folio, lru);
233 }
234
235 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
236                            void *end_data, void *brk);
237
238 /*
239  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
240  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
241  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
242  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
243  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
244  * mmap() functions).
245  */
246
247 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
248 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
249 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
250 /* Use only if VMA has no other users */
251 void __vm_area_free(struct vm_area_struct *vma);
252
253 #ifndef CONFIG_MMU
254 extern struct rb_root nommu_region_tree;
255 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
256
257 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
258 #endif
259
260 /*
261  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
262  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
263  */
264 #define VM_NONE         0x00000000
265
266 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
267 #define VM_WRITE        0x00000002
268 #define VM_EXEC         0x00000004
269 #define VM_SHARED       0x00000008
270
271 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
272 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
273 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
274 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
275 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
276
277 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
278 #ifdef CONFIG_MMU
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #else /* CONFIG_MMU */
281 #define VM_MAYOVERLAY   0x00000200      /* nommu: R/O MAP_PRIVATE mapping that might overlay a file mapping */
282 #define VM_UFFD_MISSING 0
283 #endif /* CONFIG_MMU */
284 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
285 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
286
287 #define VM_LOCKED       0x00002000
288 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
289
290                                         /* Used by sys_madvise() */
291 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
292 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
293
294 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
295 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
296 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
297 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
298 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
299 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
300 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
301 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
302 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
303 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
304
305 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
306 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
307 #else
308 # define VM_SOFTDIRTY   0
309 #endif
310
311 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
312 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
313 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
314 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
315
316 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_5      37      /* bit only usable on 64-bit architectures */
323 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
324 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
325 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
326 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
327 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
328 #define VM_HIGH_ARCH_5  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_5)
329 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
330
331 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
332 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
333 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
334 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
335 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
336 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
337 #ifdef CONFIG_PPC
338 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
339 #else
340 # define VM_PKEY_BIT4  0
341 #endif
342 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
343
344 #ifdef CONFIG_X86_USER_SHADOW_STACK
345 /*
346  * VM_SHADOW_STACK should not be set with VM_SHARED because of lack of
347  * support core mm.
348  *
349  * These VMAs will get a single end guard page. This helps userspace protect
350  * itself from attacks. A single page is enough for current shadow stack archs
351  * (x86). See the comments near alloc_shstk() in arch/x86/kernel/shstk.c
352  * for more details on the guard size.
353  */
354 # define VM_SHADOW_STACK        VM_HIGH_ARCH_5
355 #else
356 # define VM_SHADOW_STACK        VM_NONE
357 #endif
358
359 #if defined(CONFIG_X86)
360 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
361 #elif defined(CONFIG_PPC)
362 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
363 #elif defined(CONFIG_PARISC)
364 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
365 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
366 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
367 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
368 #elif defined(CONFIG_ARM64)
369 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
370 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
371 #elif !defined(CONFIG_MMU)
372 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
373 #endif
374
375 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
376 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
377 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
378 #else
379 # define VM_MTE         VM_NONE
380 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
381 #endif
382
383 #ifndef VM_GROWSUP
384 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
385 #endif
386
387 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
388 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      38
389 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
390 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
391 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
392 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
393
394 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
395 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ | VM_STACK_EARLY)
396
397 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
398
399 /* Common data flag combinations */
400 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
401                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
402 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
403                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
404 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
405                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
406
407 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
408 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
409 #endif
410
411 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
412 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
413 #endif
414
415 #define VM_STARTGAP_FLAGS (VM_GROWSDOWN | VM_SHADOW_STACK)
416
417 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
418 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
419 #define VM_STACK_EARLY  VM_GROWSDOWN
420 #else
421 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
422 #define VM_STACK_EARLY  0
423 #endif
424
425 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
426
427 /* VMA basic access permission flags */
428 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
429
430
431 /*
432  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
433  */
434 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
435
436 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
437 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
438
439 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
440 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
441
442 /* This mask represents all the VMA flag bits used by mlock */
443 #define VM_LOCKED_MASK  (VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT)
444
445 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
446 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
447 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
448 #endif
449 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
450
451 /*
452  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
453  * low four bits) to a page protection mask..
454  */
455
456 /*
457  * The default fault flags that should be used by most of the
458  * arch-specific page fault handlers.
459  */
460 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
461                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
462                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
463
464 /**
465  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
466  * @flags: Fault flags.
467  *
468  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
469  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
470  * to change, in which case we can try to be polite to release the
471  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
472  * processes that would also want the mmap_lock.
473  *
474  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
475  * attempt of the fault handling; false otherwise.
476  */
477 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
478 {
479         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
480             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
481 }
482
483 #define FAULT_FLAG_TRACE \
484         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
485         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
486         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
487         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
488         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
489         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
490         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
491         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
492         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
493         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }, \
494         { FAULT_FLAG_VMA_LOCK,          "VMA_LOCK" }
495
496 /*
497  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
498  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
499  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
500  *
501  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
502  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
503  *
504  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
505  */
506 struct vm_fault {
507         const struct {
508                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
509                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
510                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
511                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address - masked */
512                 unsigned long real_address;     /* Faulting virtual address - unmasked */
513         };
514         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
515                                          * XXX: should really be 'const' */
516         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
517                                          * the 'address' */
518         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
519                                          * the 'address'
520                                          */
521         union {
522                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
523                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
524                                          * used by PMD fault only.
525                                          */
526         };
527
528         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
529         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
530                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
531                                          * is set (which is also implied by
532                                          * VM_FAULT_ERROR).
533                                          */
534         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
535         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
536                                          * the 'address'. NULL if the page
537                                          * table hasn't been allocated.
538                                          */
539         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
540                                          * Protects pte page table if 'pte'
541                                          * is not NULL, otherwise pmd.
542                                          */
543         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
544                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
545                                          * table from atomic context.
546                                          * do_fault_around() pre-allocates
547                                          * page table to avoid allocation from
548                                          * atomic context.
549                                          */
550 };
551
552 /*
553  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
554  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
555  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
556  */
557 struct vm_operations_struct {
558         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
559         /**
560          * @close: Called when the VMA is being removed from the MM.
561          * Context: User context.  May sleep.  Caller holds mmap_lock.
562          */
563         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
564         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
565         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
566         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
567         /*
568          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
569          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
570          * be modified.  Returns 0 if mprotect() can proceed.
571          */
572         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
573                         unsigned long end, unsigned long newflags);
574         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
575         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, unsigned int order);
576         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
577                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
578         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
579
580         /* notification that a previously read-only page is about to become
581          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
582         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
583
584         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
585         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
586
587         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
588          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
589          * implementation useful for any iomem mapping.
590          */
591         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
592                       void *buf, int len, int write);
593
594         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
595          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
596          * vma to be dumped unconditionally. */
597         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
598
599 #ifdef CONFIG_NUMA
600         /*
601          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
602          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
603          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
604          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
605          * mempolicy.
606          */
607         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
608
609         /*
610          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
611          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
612          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
613          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
614          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
615          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
616          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
617          * policy.
618          */
619         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
620                                         unsigned long addr, pgoff_t *ilx);
621 #endif
622         /*
623          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
624          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
625          * (using pte_page()) would not find the correct page.
626          */
627         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
628                                           unsigned long addr);
629 };
630
631 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
632 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma)
633 {
634         vma->numab_state = NULL;
635 }
636 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma)
637 {
638         kfree(vma->numab_state);
639 }
640 #else
641 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma) {}
642 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma) {}
643 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
644
645 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
646 /*
647  * Try to read-lock a vma. The function is allowed to occasionally yield false
648  * locked result to avoid performance overhead, in which case we fall back to
649  * using mmap_lock. The function should never yield false unlocked result.
650  */
651 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
652 {
653         /*
654          * Check before locking. A race might cause false locked result.
655          * We can use READ_ONCE() for the mm_lock_seq here, and don't need
656          * ACQUIRE semantics, because this is just a lockless check whose result
657          * we don't rely on for anything - the mm_lock_seq read against which we
658          * need ordering is below.
659          */
660         if (READ_ONCE(vma->vm_lock_seq) == READ_ONCE(vma->vm_mm->mm_lock_seq))
661                 return false;
662
663         if (unlikely(down_read_trylock(&vma->vm_lock->lock) == 0))
664                 return false;
665
666         /*
667          * Overflow might produce false locked result.
668          * False unlocked result is impossible because we modify and check
669          * vma->vm_lock_seq under vma->vm_lock protection and mm->mm_lock_seq
670          * modification invalidates all existing locks.
671          *
672          * We must use ACQUIRE semantics for the mm_lock_seq so that if we are
673          * racing with vma_end_write_all(), we only start reading from the VMA
674          * after it has been unlocked.
675          * This pairs with RELEASE semantics in vma_end_write_all().
676          */
677         if (unlikely(vma->vm_lock_seq == smp_load_acquire(&vma->vm_mm->mm_lock_seq))) {
678                 up_read(&vma->vm_lock->lock);
679                 return false;
680         }
681         return true;
682 }
683
684 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma)
685 {
686         rcu_read_lock(); /* keeps vma alive till the end of up_read */
687         up_read(&vma->vm_lock->lock);
688         rcu_read_unlock();
689 }
690
691 /* WARNING! Can only be used if mmap_lock is expected to be write-locked */
692 static bool __is_vma_write_locked(struct vm_area_struct *vma, int *mm_lock_seq)
693 {
694         mmap_assert_write_locked(vma->vm_mm);
695
696         /*
697          * current task is holding mmap_write_lock, both vma->vm_lock_seq and
698          * mm->mm_lock_seq can't be concurrently modified.
699          */
700         *mm_lock_seq = vma->vm_mm->mm_lock_seq;
701         return (vma->vm_lock_seq == *mm_lock_seq);
702 }
703
704 /*
705  * Begin writing to a VMA.
706  * Exclude concurrent readers under the per-VMA lock until the currently
707  * write-locked mmap_lock is dropped or downgraded.
708  */
709 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma)
710 {
711         int mm_lock_seq;
712
713         if (__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq))
714                 return;
715
716         down_write(&vma->vm_lock->lock);
717         /*
718          * We should use WRITE_ONCE() here because we can have concurrent reads
719          * from the early lockless pessimistic check in vma_start_read().
720          * We don't really care about the correctness of that early check, but
721          * we should use WRITE_ONCE() for cleanliness and to keep KCSAN happy.
722          */
723         WRITE_ONCE(vma->vm_lock_seq, mm_lock_seq);
724         up_write(&vma->vm_lock->lock);
725 }
726
727 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma)
728 {
729         int mm_lock_seq;
730
731         VM_BUG_ON_VMA(!__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq), vma);
732 }
733
734 static inline void vma_assert_locked(struct vm_area_struct *vma)
735 {
736         if (!rwsem_is_locked(&vma->vm_lock->lock))
737                 vma_assert_write_locked(vma);
738 }
739
740 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma, bool detached)
741 {
742         /* When detaching vma should be write-locked */
743         if (detached)
744                 vma_assert_write_locked(vma);
745         vma->detached = detached;
746 }
747
748 static inline void release_fault_lock(struct vm_fault *vmf)
749 {
750         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_VMA_LOCK)
751                 vma_end_read(vmf->vma);
752         else
753                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
754 }
755
756 static inline void assert_fault_locked(struct vm_fault *vmf)
757 {
758         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_VMA_LOCK)
759                 vma_assert_locked(vmf->vma);
760         else
761                 mmap_assert_locked(vmf->vma->vm_mm);
762 }
763
764 struct vm_area_struct *lock_vma_under_rcu(struct mm_struct *mm,
765                                           unsigned long address);
766
767 #else /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
768
769 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
770                 { return false; }
771 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma) {}
772 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma) {}
773 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma)
774                 { mmap_assert_write_locked(vma->vm_mm); }
775 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma,
776                                      bool detached) {}
777
778 static inline struct vm_area_struct *lock_vma_under_rcu(struct mm_struct *mm,
779                 unsigned long address)
780 {
781         return NULL;
782 }
783
784 static inline void release_fault_lock(struct vm_fault *vmf)
785 {
786         mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
787 }
788
789 static inline void assert_fault_locked(struct vm_fault *vmf)
790 {
791         mmap_assert_locked(vmf->vma->vm_mm);
792 }
793
794 #endif /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
795
796 extern const struct vm_operations_struct vma_dummy_vm_ops;
797
798 /*
799  * WARNING: vma_init does not initialize vma->vm_lock.
800  * Use vm_area_alloc()/vm_area_free() if vma needs locking.
801  */
802 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
803 {
804         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
805         vma->vm_mm = mm;
806         vma->vm_ops = &vma_dummy_vm_ops;
807         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
808         vma_mark_detached(vma, false);
809         vma_numab_state_init(vma);
810 }
811
812 /* Use when VMA is not part of the VMA tree and needs no locking */
813 static inline void vm_flags_init(struct vm_area_struct *vma,
814                                  vm_flags_t flags)
815 {
816         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) = flags;
817 }
818
819 /*
820  * Use when VMA is part of the VMA tree and modifications need coordination
821  * Note: vm_flags_reset and vm_flags_reset_once do not lock the vma and
822  * it should be locked explicitly beforehand.
823  */
824 static inline void vm_flags_reset(struct vm_area_struct *vma,
825                                   vm_flags_t flags)
826 {
827         vma_assert_write_locked(vma);
828         vm_flags_init(vma, flags);
829 }
830
831 static inline void vm_flags_reset_once(struct vm_area_struct *vma,
832                                        vm_flags_t flags)
833 {
834         vma_assert_write_locked(vma);
835         WRITE_ONCE(ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags), flags);
836 }
837
838 static inline void vm_flags_set(struct vm_area_struct *vma,
839                                 vm_flags_t flags)
840 {
841         vma_start_write(vma);
842         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) |= flags;
843 }
844
845 static inline void vm_flags_clear(struct vm_area_struct *vma,
846                                   vm_flags_t flags)
847 {
848         vma_start_write(vma);
849         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) &= ~flags;
850 }
851
852 /*
853  * Use only if VMA is not part of the VMA tree or has no other users and
854  * therefore needs no locking.
855  */
856 static inline void __vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
857                                   vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
858 {
859         vm_flags_init(vma, (vma->vm_flags | set) & ~clear);
860 }
861
862 /*
863  * Use only when the order of set/clear operations is unimportant, otherwise
864  * use vm_flags_{set|clear} explicitly.
865  */
866 static inline void vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
867                                 vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
868 {
869         vma_start_write(vma);
870         __vm_flags_mod(vma, set, clear);
871 }
872
873 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
874 {
875         vma->vm_ops = NULL;
876 }
877
878 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
879 {
880         return !vma->vm_ops;
881 }
882
883 /*
884  * Indicate if the VMA is a heap for the given task; for
885  * /proc/PID/maps that is the heap of the main task.
886  */
887 static inline bool vma_is_initial_heap(const struct vm_area_struct *vma)
888 {
889        return vma->vm_start <= vma->vm_mm->brk &&
890                 vma->vm_end >= vma->vm_mm->start_brk;
891 }
892
893 /*
894  * Indicate if the VMA is a stack for the given task; for
895  * /proc/PID/maps that is the stack of the main task.
896  */
897 static inline bool vma_is_initial_stack(const struct vm_area_struct *vma)
898 {
899         /*
900          * We make no effort to guess what a given thread considers to be
901          * its "stack".  It's not even well-defined for programs written
902          * languages like Go.
903          */
904        return vma->vm_start <= vma->vm_mm->start_stack &&
905                vma->vm_end >= vma->vm_mm->start_stack;
906 }
907
908 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
909 {
910         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
911
912         if (!maybe_stack)
913                 return false;
914
915         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
916                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
917                 return true;
918
919         return false;
920 }
921
922 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
923 {
924         if (!current->mm)
925                 return true;
926
927         if (current->mm != vma->vm_mm)
928                 return true;
929
930         return false;
931 }
932
933 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
934 {
935         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
936 }
937
938 static inline bool is_shared_maywrite(vm_flags_t vm_flags)
939 {
940         return (vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) ==
941                 (VM_SHARED | VM_MAYWRITE);
942 }
943
944 static inline bool vma_is_shared_maywrite(struct vm_area_struct *vma)
945 {
946         return is_shared_maywrite(vma->vm_flags);
947 }
948
949 static inline
950 struct vm_area_struct *vma_find(struct vma_iterator *vmi, unsigned long max)
951 {
952         return mas_find(&vmi->mas, max - 1);
953 }
954
955 static inline struct vm_area_struct *vma_next(struct vma_iterator *vmi)
956 {
957         /*
958          * Uses mas_find() to get the first VMA when the iterator starts.
959          * Calling mas_next() could skip the first entry.
960          */
961         return mas_find(&vmi->mas, ULONG_MAX);
962 }
963
964 static inline
965 struct vm_area_struct *vma_iter_next_range(struct vma_iterator *vmi)
966 {
967         return mas_next_range(&vmi->mas, ULONG_MAX);
968 }
969
970
971 static inline struct vm_area_struct *vma_prev(struct vma_iterator *vmi)
972 {
973         return mas_prev(&vmi->mas, 0);
974 }
975
976 static inline
977 struct vm_area_struct *vma_iter_prev_range(struct vma_iterator *vmi)
978 {
979         return mas_prev_range(&vmi->mas, 0);
980 }
981
982 static inline unsigned long vma_iter_addr(struct vma_iterator *vmi)
983 {
984         return vmi->mas.index;
985 }
986
987 static inline unsigned long vma_iter_end(struct vma_iterator *vmi)
988 {
989         return vmi->mas.last + 1;
990 }
991 static inline int vma_iter_bulk_alloc(struct vma_iterator *vmi,
992                                       unsigned long count)
993 {
994         return mas_expected_entries(&vmi->mas, count);
995 }
996
997 /* Free any unused preallocations */
998 static inline void vma_iter_free(struct vma_iterator *vmi)
999 {
1000         mas_destroy(&vmi->mas);
1001 }
1002
1003 static inline int vma_iter_bulk_store(struct vma_iterator *vmi,
1004                                       struct vm_area_struct *vma)
1005 {
1006         vmi->mas.index = vma->vm_start;
1007         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
1008         mas_store(&vmi->mas, vma);
1009         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
1010                 return -ENOMEM;
1011
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static inline void vma_iter_invalidate(struct vma_iterator *vmi)
1016 {
1017         mas_pause(&vmi->mas);
1018 }
1019
1020 static inline void vma_iter_set(struct vma_iterator *vmi, unsigned long addr)
1021 {
1022         mas_set(&vmi->mas, addr);
1023 }
1024
1025 #define for_each_vma(__vmi, __vma)                                      \
1026         while (((__vma) = vma_next(&(__vmi))) != NULL)
1027
1028 /* The MM code likes to work with exclusive end addresses */
1029 #define for_each_vma_range(__vmi, __vma, __end)                         \
1030         while (((__vma) = vma_find(&(__vmi), (__end))) != NULL)
1031
1032 #ifdef CONFIG_SHMEM
1033 /*
1034  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1035  * paths in userfault.
1036  */
1037 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1038 bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1039 #else
1040 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1041 static inline bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1042 #endif
1043
1044 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1045
1046 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
1047 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
1048
1049 struct mmu_gather;
1050 struct inode;
1051
1052 /*
1053  * compound_order() can be called without holding a reference, which means
1054  * that niceties like page_folio() don't work.  These callers should be
1055  * prepared to handle wild return values.  For example, PG_head may be
1056  * set before the order is initialised, or this may be a tail page.
1057  * See compaction.c for some good examples.
1058  */
1059 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
1060 {
1061         struct folio *folio = (struct folio *)page;
1062
1063         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
1064                 return 0;
1065         return folio->_flags_1 & 0xff;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * folio_order - The allocation order of a folio.
1070  * @folio: The folio.
1071  *
1072  * A folio is composed of 2^order pages.  See get_order() for the definition
1073  * of order.
1074  *
1075  * Return: The order of the folio.
1076  */
1077 static inline unsigned int folio_order(struct folio *folio)
1078 {
1079         if (!folio_test_large(folio))
1080                 return 0;
1081         return folio->_flags_1 & 0xff;
1082 }
1083
1084 #include <linux/huge_mm.h>
1085
1086 /*
1087  * Methods to modify the page usage count.
1088  *
1089  * What counts for a page usage:
1090  * - cache mapping   (page->mapping)
1091  * - private data    (page->private)
1092  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
1093  *   is counted separately
1094  *
1095  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
1096  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
1097  */
1098
1099 /*
1100  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
1101  */
1102 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
1103 {
1104         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
1105         return page_ref_dec_and_test(page);
1106 }
1107
1108 static inline int folio_put_testzero(struct folio *folio)
1109 {
1110         return put_page_testzero(&folio->page);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
1115  * that is the case.
1116  * This can be called when MMU is off so it must not access
1117  * any of the virtual mappings.
1118  */
1119 static inline bool get_page_unless_zero(struct page *page)
1120 {
1121         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
1122 }
1123
1124 static inline struct folio *folio_get_nontail_page(struct page *page)
1125 {
1126         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
1127                 return NULL;
1128         return (struct folio *)page;
1129 }
1130
1131 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
1132
1133 enum {
1134         REGION_INTERSECTS,
1135         REGION_DISJOINT,
1136         REGION_MIXED,
1137 };
1138
1139 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
1140                       unsigned long desc);
1141
1142 /* Support for virtually mapped pages */
1143 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
1144 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
1145
1146 /*
1147  * Determine if an address is within the vmalloc range
1148  *
1149  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
1150  * is no special casing required.
1151  */
1152 #ifdef CONFIG_MMU
1153 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
1154 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
1155 #else
1156 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
1157 {
1158         return false;
1159 }
1160 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
1161 {
1162         return 0;
1163 }
1164 #endif
1165
1166 /*
1167  * How many times the entire folio is mapped as a single unit (eg by a
1168  * PMD or PUD entry).  This is probably not what you want, except for
1169  * debugging purposes - it does not include PTE-mapped sub-pages; look
1170  * at folio_mapcount() or page_mapcount() or total_mapcount() instead.
1171  */
1172 static inline int folio_entire_mapcount(struct folio *folio)
1173 {
1174         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio), folio);
1175         return atomic_read(&folio->_entire_mapcount) + 1;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
1180  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
1181  * and atomic_add_negative(-1).
1182  */
1183 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
1184 {
1185         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
1186 }
1187
1188 /**
1189  * page_mapcount() - Number of times this precise page is mapped.
1190  * @page: The page.
1191  *
1192  * The number of times this page is mapped.  If this page is part of
1193  * a large folio, it includes the number of times this page is mapped
1194  * as part of that folio.
1195  *
1196  * The result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
1197  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
1198  * They use this field in struct page differently.
1199  */
1200 static inline int page_mapcount(struct page *page)
1201 {
1202         int mapcount = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1203
1204         if (unlikely(PageCompound(page)))
1205                 mapcount += folio_entire_mapcount(page_folio(page));
1206
1207         return mapcount;
1208 }
1209
1210 int folio_total_mapcount(struct folio *folio);
1211
1212 /**
1213  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
1214  * @folio: The folio.
1215  *
1216  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
1217  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
1218  * This function calculates the total number of times the folio is
1219  * mapped.
1220  *
1221  * Return: The number of times this folio is mapped.
1222  */
1223 static inline int folio_mapcount(struct folio *folio)
1224 {
1225         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1226                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
1227         return folio_total_mapcount(folio);
1228 }
1229
1230 static inline int total_mapcount(struct page *page)
1231 {
1232         if (likely(!PageCompound(page)))
1233                 return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1234         return folio_total_mapcount(page_folio(page));
1235 }
1236
1237 static inline bool folio_large_is_mapped(struct folio *folio)
1238 {
1239         /*
1240          * Reading _entire_mapcount below could be omitted if hugetlb
1241          * participated in incrementing nr_pages_mapped when compound mapped.
1242          */
1243         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) > 0 ||
1244                 atomic_read(&folio->_entire_mapcount) >= 0;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
1249  * @folio: The folio.
1250  *
1251  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
1252  */
1253 static inline bool folio_mapped(struct folio *folio)
1254 {
1255         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1256                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
1257         return folio_large_is_mapped(folio);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1262  * For compound page it returns true if any sub-page of compound page is mapped,
1263  * even if this particular sub-page is not itself mapped by any PTE or PMD.
1264  */
1265 static inline bool page_mapped(struct page *page)
1266 {
1267         if (likely(!PageCompound(page)))
1268                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
1269         return folio_large_is_mapped(page_folio(page));
1270 }
1271
1272 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
1273 {
1274         struct page *page = virt_to_page(x);
1275
1276         return compound_head(page);
1277 }
1278
1279 static inline struct folio *virt_to_folio(const void *x)
1280 {
1281         struct page *page = virt_to_page(x);
1282
1283         return page_folio(page);
1284 }
1285
1286 void __folio_put(struct folio *folio);
1287
1288 void put_pages_list(struct list_head *pages);
1289
1290 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
1291 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src);
1292
1293 unsigned long nr_free_buffer_pages(void);
1294
1295 void destroy_large_folio(struct folio *folio);
1296
1297 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
1298 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
1299 {
1300         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
1301 }
1302
1303 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
1304 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
1305 {
1306         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1307 }
1308
1309 /**
1310  * thp_order - Order of a transparent huge page.
1311  * @page: Head page of a transparent huge page.
1312  */
1313 static inline unsigned int thp_order(struct page *page)
1314 {
1315         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
1316         return compound_order(page);
1317 }
1318
1319 /**
1320  * thp_size - Size of a transparent huge page.
1321  * @page: Head page of a transparent huge page.
1322  *
1323  * Return: Number of bytes in this page.
1324  */
1325 static inline unsigned long thp_size(struct page *page)
1326 {
1327         return PAGE_SIZE << thp_order(page);
1328 }
1329
1330 #ifdef CONFIG_MMU
1331 /*
1332  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1333  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1334  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1335  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1336  */
1337 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1338 {
1339         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1340                 pte = pte_mkwrite(pte, vma);
1341         return pte;
1342 }
1343
1344 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1345 void set_pte_range(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
1346                 struct page *page, unsigned int nr, unsigned long addr);
1347
1348 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1349 #endif
1350
1351 /*
1352  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1353  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1354  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1355  * only one copy in memory, at most, normally.
1356  *
1357  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1358  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1359  *   freelist management in the buddy allocator.
1360  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1361  *
1362  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1363  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1364  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1365  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1366  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1367  *
1368  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1369  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1370  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1371  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1372  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1373  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1374  * subsequently been given references to it.
1375  *
1376  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1377  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1378  * The following discussion applies only to them.
1379  *
1380  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1381  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1382  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1383  * into the filesystem to release these pages.
1384  *
1385  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1386  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1387  * in units of PAGE_SIZE.
1388  *
1389  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1390  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1391  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1392  *
1393  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1394  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1395  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1396  *
1397  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1398  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1399  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1400  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1401  *
1402  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1403  * - inode pages may need to be read from disk,
1404  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1405  *   to be written back to the inode on disk,
1406  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1407  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1408  *   back into memory.
1409  */
1410
1411 #if defined(CONFIG_ZONE_DEVICE) && defined(CONFIG_FS_DAX)
1412 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1413
1414 bool __put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs);
1415 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1416 {
1417         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1418                 return false;
1419         if (!is_zone_device_page(page))
1420                 return false;
1421         return __put_devmap_managed_page_refs(page, refs);
1422 }
1423 #else /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1424 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1425 {
1426         return false;
1427 }
1428 #endif /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1429
1430 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
1431 {
1432         return put_devmap_managed_page_refs(page, 1);
1433 }
1434
1435 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1436 #define folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio) \
1437         ((unsigned int) folio_ref_count(folio) + 127u <= 127u)
1438
1439 /**
1440  * folio_get - Increment the reference count on a folio.
1441  * @folio: The folio.
1442  *
1443  * Context: May be called in any context, as long as you know that
1444  * you have a refcount on the folio.  If you do not already have one,
1445  * folio_try_get() may be the right interface for you to use.
1446  */
1447 static inline void folio_get(struct folio *folio)
1448 {
1449         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio), folio);
1450         folio_ref_inc(folio);
1451 }
1452
1453 static inline void get_page(struct page *page)
1454 {
1455         folio_get(page_folio(page));
1456 }
1457
1458 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1459 {
1460         page = compound_head(page);
1461         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1462                 return false;
1463         page_ref_inc(page);
1464         return true;
1465 }
1466
1467 /**
1468  * folio_put - Decrement the reference count on a folio.
1469  * @folio: The folio.
1470  *
1471  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1472  * released back to the page allocator and may be used by another
1473  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1474  * after calling folio_put() unless you can be sure that it wasn't the
1475  * last reference.
1476  *
1477  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1478  * context.  May be called while holding a spinlock.
1479  */
1480 static inline void folio_put(struct folio *folio)
1481 {
1482         if (folio_put_testzero(folio))
1483                 __folio_put(folio);
1484 }
1485
1486 /**
1487  * folio_put_refs - Reduce the reference count on a folio.
1488  * @folio: The folio.
1489  * @refs: The amount to subtract from the folio's reference count.
1490  *
1491  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1492  * released back to the page allocator and may be used by another
1493  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1494  * after calling folio_put_refs() unless you can be sure that these weren't
1495  * the last references.
1496  *
1497  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1498  * context.  May be called while holding a spinlock.
1499  */
1500 static inline void folio_put_refs(struct folio *folio, int refs)
1501 {
1502         if (folio_ref_sub_and_test(folio, refs))
1503                 __folio_put(folio);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * union release_pages_arg - an array of pages or folios
1508  *
1509  * release_pages() releases a simple array of multiple pages, and
1510  * accepts various different forms of said page array: either
1511  * a regular old boring array of pages, an array of folios, or
1512  * an array of encoded page pointers.
1513  *
1514  * The transparent union syntax for this kind of "any of these
1515  * argument types" is all kinds of ugly, so look away.
1516  */
1517 typedef union {
1518         struct page **pages;
1519         struct folio **folios;
1520         struct encoded_page **encoded_pages;
1521 } release_pages_arg __attribute__ ((__transparent_union__));
1522
1523 void release_pages(release_pages_arg, int nr);
1524
1525 /**
1526  * folios_put - Decrement the reference count on an array of folios.
1527  * @folios: The folios.
1528  * @nr: How many folios there are.
1529  *
1530  * Like folio_put(), but for an array of folios.  This is more efficient
1531  * than writing the loop yourself as it will optimise the locks which
1532  * need to be taken if the folios are freed.
1533  *
1534  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1535  * context.  May be called while holding a spinlock.
1536  */
1537 static inline void folios_put(struct folio **folios, unsigned int nr)
1538 {
1539         release_pages(folios, nr);
1540 }
1541
1542 static inline void put_page(struct page *page)
1543 {
1544         struct folio *folio = page_folio(page);
1545
1546         /*
1547          * For some devmap managed pages we need to catch refcount transition
1548          * from 2 to 1:
1549          */
1550         if (put_devmap_managed_page(&folio->page))
1551                 return;
1552         folio_put(folio);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1557  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1558  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1559  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1560  *
1561  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1562  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1563  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1564  *
1565  * Choice of value:
1566  *
1567  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1568  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1569  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1570  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1571  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1572  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1573  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1574  *
1575  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1576  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1577  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1578  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1579  * issue.
1580  *
1581  * Locking: the lockless algorithm described in folio_try_get_rcu()
1582  * provides safe operation for get_user_pages(), page_mkclean() and
1583  * other calls that race to set up page table entries.
1584  */
1585 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1586
1587 void unpin_user_page(struct page *page);
1588 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1589                                  bool make_dirty);
1590 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1591                                       bool make_dirty);
1592 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1593
1594 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1595 {
1596         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1597 }
1598
1599 #ifndef CONFIG_MMU
1600 static inline bool is_nommu_shared_mapping(vm_flags_t flags)
1601 {
1602         /*
1603          * NOMMU shared mappings are ordinary MAP_SHARED mappings and selected
1604          * R/O MAP_PRIVATE file mappings that are an effective R/O overlay of
1605          * a file mapping. R/O MAP_PRIVATE mappings might still modify
1606          * underlying memory if ptrace is active, so this is only possible if
1607          * ptrace does not apply. Note that there is no mprotect() to upgrade
1608          * write permissions later.
1609          */
1610         return flags & (VM_MAYSHARE | VM_MAYOVERLAY);
1611 }
1612 #endif
1613
1614 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1615 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1616 #endif
1617
1618 /*
1619  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1620  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1621  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1622  * node id available in page flags.
1623  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1624  * pages in a zone.
1625  */
1626 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1627 {
1628         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1629 }
1630
1631 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1632 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1633 #else
1634 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1635 {
1636         struct page *p = (struct page *)page;
1637
1638         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1639 }
1640 #endif
1641
1642 static inline int folio_nid(const struct folio *folio)
1643 {
1644         return page_to_nid(&folio->page);
1645 }
1646
1647 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1648 /* page access time bits needs to hold at least 4 seconds */
1649 #define PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS       12
1650 #if LAST_CPUPID_SHIFT < PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS
1651 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS                                \
1652         (PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS - LAST_CPUPID_SHIFT)
1653 #else
1654 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS        0
1655 #endif
1656
1657 #define PAGE_ACCESS_TIME_MASK                           \
1658         (LAST_CPUPID_MASK << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS)
1659
1660 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1661 {
1662         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1663 }
1664
1665 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1666 {
1667         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1668 }
1669
1670 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1671 {
1672         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1673 }
1674
1675 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1676 {
1677         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1678 }
1679
1680 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1681 {
1682         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1683 }
1684
1685 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1686 {
1687         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1688 }
1689
1690 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1691 {
1692         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1693 }
1694
1695 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1696 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1697 static inline int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid)
1698 {
1699         return xchg(&folio->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1700 }
1701
1702 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1703 {
1704         return folio->_last_cpupid;
1705 }
1706 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1707 {
1708         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1709 }
1710 #else
1711 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1712 {
1713         return (folio->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1714 }
1715
1716 int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid);
1717
1718 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1719 {
1720         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1721 }
1722 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1723
1724 static inline int folio_xchg_access_time(struct folio *folio, int time)
1725 {
1726         int last_time;
1727
1728         last_time = folio_xchg_last_cpupid(folio,
1729                                            time >> PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS);
1730         return last_time << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS;
1731 }
1732
1733 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1734 {
1735         unsigned int pid_bit;
1736
1737         pid_bit = hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG));
1738         if (vma->numab_state && !test_bit(pid_bit, &vma->numab_state->pids_active[1])) {
1739                 __set_bit(pid_bit, &vma->numab_state->pids_active[1]);
1740         }
1741 }
1742 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1743 static inline int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid)
1744 {
1745         return folio_nid(folio); /* XXX */
1746 }
1747
1748 static inline int folio_xchg_access_time(struct folio *folio, int time)
1749 {
1750         return 0;
1751 }
1752
1753 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1754 {
1755         return folio_nid(folio); /* XXX */
1756 }
1757
1758 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1759 {
1760         return -1;
1761 }
1762
1763 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1764 {
1765         return -1;
1766 }
1767
1768 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1769 {
1770         return -1;
1771 }
1772
1773 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1774 {
1775         return -1;
1776 }
1777
1778 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1779 {
1780         return true;
1781 }
1782
1783 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1784 {
1785 }
1786
1787 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1788 {
1789         return false;
1790 }
1791
1792 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1793 {
1794 }
1795 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1796
1797 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1798
1799 /*
1800  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1801  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1802  * value 0x00 maps to 0xff.
1803  */
1804
1805 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1806 {
1807         u8 tag = 0xff;
1808
1809         if (kasan_enabled()) {
1810                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1811                 tag ^= 0xff;
1812         }
1813
1814         return tag;
1815 }
1816
1817 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1818 {
1819         unsigned long old_flags, flags;
1820
1821         if (!kasan_enabled())
1822                 return;
1823
1824         tag ^= 0xff;
1825         old_flags = READ_ONCE(page->flags);
1826         do {
1827                 flags = old_flags;
1828                 flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1829                 flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1830         } while (unlikely(!try_cmpxchg(&page->flags, &old_flags, flags)));
1831 }
1832
1833 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1834 {
1835         if (kasan_enabled())
1836                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1837 }
1838
1839 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1840
1841 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1842 {
1843         return 0xff;
1844 }
1845
1846 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1847 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1848
1849 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1850
1851 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1852 {
1853         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1854 }
1855
1856 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1857 {
1858         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1859 }
1860
1861 static inline struct zone *folio_zone(const struct folio *folio)
1862 {
1863         return page_zone(&folio->page);
1864 }
1865
1866 static inline pg_data_t *folio_pgdat(const struct folio *folio)
1867 {
1868         return page_pgdat(&folio->page);
1869 }
1870
1871 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1872 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1873 {
1874         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1875         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1876 }
1877
1878 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1879 {
1880         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1881 }
1882 #endif
1883
1884 /**
1885  * folio_pfn - Return the Page Frame Number of a folio.
1886  * @folio: The folio.
1887  *
1888  * A folio may contain multiple pages.  The pages have consecutive
1889  * Page Frame Numbers.
1890  *
1891  * Return: The Page Frame Number of the first page in the folio.
1892  */
1893 static inline unsigned long folio_pfn(struct folio *folio)
1894 {
1895         return page_to_pfn(&folio->page);
1896 }
1897
1898 static inline struct folio *pfn_folio(unsigned long pfn)
1899 {
1900         return page_folio(pfn_to_page(pfn));
1901 }
1902
1903 /**
1904  * folio_maybe_dma_pinned - Report if a folio may be pinned for DMA.
1905  * @folio: The folio.
1906  *
1907  * This function checks if a folio has been pinned via a call to
1908  * a function in the pin_user_pages() family.
1909  *
1910  * For small folios, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1911  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1912  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1913  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal folio references".
1914  *
1915  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a folio to
1916  * get that many refcounts, and b) all the callers of this routine are
1917  * expected to be able to deal gracefully with a false positive.
1918  *
1919  * For large folios, the result will be exactly correct. That's because
1920  * we have more tracking data available: the _pincount field is used
1921  * instead of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS scheme.
1922  *
1923  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1924  *
1925  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1926  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1927  */
1928 static inline bool folio_maybe_dma_pinned(struct folio *folio)
1929 {
1930         if (folio_test_large(folio))
1931                 return atomic_read(&folio->_pincount) > 0;
1932
1933         /*
1934          * folio_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1935          * folio_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1936          * further incrementing the refcount.
1937          *
1938          * Here, for that overflow case, use the sign bit to count a little
1939          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1940          */
1941         return ((unsigned int)folio_ref_count(folio)) >=
1942                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1943 }
1944
1945 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1946 {
1947         return folio_maybe_dma_pinned(page_folio(page));
1948 }
1949
1950 /*
1951  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1952  * should break the cow immediately for an anon page on the src mm.
1953  *
1954  * The caller has to hold the PT lock and the vma->vm_mm->->write_protect_seq.
1955  */
1956 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1957                                           struct page *page)
1958 {
1959         VM_BUG_ON(!(raw_read_seqcount(&vma->vm_mm->write_protect_seq) & 1));
1960
1961         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1962                 return false;
1963
1964         return page_maybe_dma_pinned(page);
1965 }
1966
1967 /**
1968  * is_zero_page - Query if a page is a zero page
1969  * @page: The page to query
1970  *
1971  * This returns true if @page is one of the permanent zero pages.
1972  */
1973 static inline bool is_zero_page(const struct page *page)
1974 {
1975         return is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1976 }
1977
1978 /**
1979  * is_zero_folio - Query if a folio is a zero page
1980  * @folio: The folio to query
1981  *
1982  * This returns true if @folio is one of the permanent zero pages.
1983  */
1984 static inline bool is_zero_folio(const struct folio *folio)
1985 {
1986         return is_zero_page(&folio->page);
1987 }
1988
1989 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin folios */
1990 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1991 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
1992 {
1993 #ifdef CONFIG_CMA
1994         int mt = folio_migratetype(folio);
1995
1996         if (mt == MIGRATE_CMA || mt == MIGRATE_ISOLATE)
1997                 return false;
1998 #endif
1999         /* The zero page can be "pinned" but gets special handling. */
2000         if (is_zero_folio(folio))
2001                 return true;
2002
2003         /* Coherent device memory must always allow eviction. */
2004         if (folio_is_device_coherent(folio))
2005                 return false;
2006
2007         /* Otherwise, non-movable zone folios can be pinned. */
2008         return !folio_is_zone_movable(folio);
2009
2010 }
2011 #else
2012 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
2013 {
2014         return true;
2015 }
2016 #endif
2017
2018 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
2019 {
2020         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
2021         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
2022 }
2023
2024 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
2025 {
2026         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
2027         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
2028 }
2029
2030 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
2031         unsigned long node, unsigned long pfn)
2032 {
2033         set_page_zone(page, zone);
2034         set_page_node(page, node);
2035 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
2036         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
2037 #endif
2038 }
2039
2040 /**
2041  * folio_nr_pages - The number of pages in the folio.
2042  * @folio: The folio.
2043  *
2044  * Return: A positive power of two.
2045  */
2046 static inline long folio_nr_pages(struct folio *folio)
2047 {
2048         if (!folio_test_large(folio))
2049                 return 1;
2050 #ifdef CONFIG_64BIT
2051         return folio->_folio_nr_pages;
2052 #else
2053         return 1L << (folio->_flags_1 & 0xff);
2054 #endif
2055 }
2056
2057 /*
2058  * compound_nr() returns the number of pages in this potentially compound
2059  * page.  compound_nr() can be called on a tail page, and is defined to
2060  * return 1 in that case.
2061  */
2062 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
2063 {
2064         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2065
2066         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
2067                 return 1;
2068 #ifdef CONFIG_64BIT
2069         return folio->_folio_nr_pages;
2070 #else
2071         return 1L << (folio->_flags_1 & 0xff);
2072 #endif
2073 }
2074
2075 /**
2076  * thp_nr_pages - The number of regular pages in this huge page.
2077  * @page: The head page of a huge page.
2078  */
2079 static inline int thp_nr_pages(struct page *page)
2080 {
2081         return folio_nr_pages((struct folio *)page);
2082 }
2083
2084 /**
2085  * folio_next - Move to the next physical folio.
2086  * @folio: The folio we're currently operating on.
2087  *
2088  * If you have physically contiguous memory which may span more than
2089  * one folio (eg a &struct bio_vec), use this function to move from one
2090  * folio to the next.  Do not use it if the memory is only virtually
2091  * contiguous as the folios are almost certainly not adjacent to each
2092  * other.  This is the folio equivalent to writing ``page++``.
2093  *
2094  * Context: We assume that the folios are refcounted and/or locked at a
2095  * higher level and do not adjust the reference counts.
2096  * Return: The next struct folio.
2097  */
2098 static inline struct folio *folio_next(struct folio *folio)
2099 {
2100         return (struct folio *)folio_page(folio, folio_nr_pages(folio));
2101 }
2102
2103 /**
2104  * folio_shift - The size of the memory described by this folio.
2105  * @folio: The folio.
2106  *
2107  * A folio represents a number of bytes which is a power-of-two in size.
2108  * This function tells you which power-of-two the folio is.  See also
2109  * folio_size() and folio_order().
2110  *
2111  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2112  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2113  * Return: The base-2 logarithm of the size of this folio.
2114  */
2115 static inline unsigned int folio_shift(struct folio *folio)
2116 {
2117         return PAGE_SHIFT + folio_order(folio);
2118 }
2119
2120 /**
2121  * folio_size - The number of bytes in a folio.
2122  * @folio: The folio.
2123  *
2124  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2125  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2126  * Return: The number of bytes in this folio.
2127  */
2128 static inline size_t folio_size(struct folio *folio)
2129 {
2130         return PAGE_SIZE << folio_order(folio);
2131 }
2132
2133 /**
2134  * folio_estimated_sharers - Estimate the number of sharers of a folio.
2135  * @folio: The folio.
2136  *
2137  * folio_estimated_sharers() aims to serve as a function to efficiently
2138  * estimate the number of processes sharing a folio. This is done by
2139  * looking at the precise mapcount of the first subpage in the folio, and
2140  * assuming the other subpages are the same. This may not be true for large
2141  * folios. If you want exact mapcounts for exact calculations, look at
2142  * page_mapcount() or folio_total_mapcount().
2143  *
2144  * Return: The estimated number of processes sharing a folio.
2145  */
2146 static inline int folio_estimated_sharers(struct folio *folio)
2147 {
2148         return page_mapcount(folio_page(folio, 0));
2149 }
2150
2151 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_PAGE_ACCESSIBLE
2152 static inline int arch_make_page_accessible(struct page *page)
2153 {
2154         return 0;
2155 }
2156 #endif
2157
2158 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_FOLIO_ACCESSIBLE
2159 static inline int arch_make_folio_accessible(struct folio *folio)
2160 {
2161         int ret;
2162         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
2163
2164         for (i = 0; i < nr; i++) {
2165                 ret = arch_make_page_accessible(folio_page(folio, i));
2166                 if (ret)
2167                         break;
2168         }
2169
2170         return ret;
2171 }
2172 #endif
2173
2174 /*
2175  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
2176  */
2177 #include <linux/vmstat.h>
2178
2179 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
2180 {
2181         return page_to_virt(page);
2182 }
2183
2184 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2185 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
2186 #endif
2187
2188 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2189 static inline void *page_address(const struct page *page)
2190 {
2191         return page->virtual;
2192 }
2193 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
2194 {
2195         page->virtual = address;
2196 }
2197 #define page_address_init()  do { } while(0)
2198 #endif
2199
2200 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
2201 void *page_address(const struct page *page);
2202 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
2203 void page_address_init(void);
2204 #endif
2205
2206 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2207 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
2208 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
2209 #define page_address_init()  do { } while(0)
2210 #endif
2211
2212 static inline void *folio_address(const struct folio *folio)
2213 {
2214         return page_address(&folio->page);
2215 }
2216
2217 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
2218
2219 /*
2220  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
2221  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
2222  */
2223 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
2224 {
2225         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
2226                 return __page_file_index(page);
2227         return page->index;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Return true only if the page has been allocated with
2232  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2233  * met implying that the system is under some pressure.
2234  */
2235 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
2236 {
2237         /*
2238          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2239          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2240          * they do not need to preserve that information.
2241          */
2242         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Return true only if the folio has been allocated with
2247  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2248  * met implying that the system is under some pressure.
2249  */
2250 static inline bool folio_is_pfmemalloc(const struct folio *folio)
2251 {
2252         /*
2253          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2254          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2255          * they do not need to preserve that information.
2256          */
2257         return (uintptr_t)folio->lru.next & BIT(1);
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
2262  * page.
2263  */
2264 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
2265 {
2266         page->lru.next = (void *)BIT(1);
2267 }
2268
2269 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
2270 {
2271         page->lru.next = NULL;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
2276  */
2277 extern void pagefault_out_of_memory(void);
2278
2279 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
2280 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
2281 #define offset_in_folio(folio, p) ((unsigned long)(p) & (folio_size(folio) - 1))
2282
2283 /*
2284  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
2285  */
2286 struct zap_details {
2287         struct folio *single_folio;     /* Locked folio to be unmapped */
2288         bool even_cows;                 /* Zap COWed private pages too? */
2289         zap_flags_t zap_flags;          /* Extra flags for zapping */
2290 };
2291
2292 /*
2293  * Whether to drop the pte markers, for example, the uffd-wp information for
2294  * file-backed memory.  This should only be specified when we will completely
2295  * drop the page in the mm, either by truncation or unmapping of the vma.  By
2296  * default, the flag is not set.
2297  */
2298 #define  ZAP_FLAG_DROP_MARKER        ((__force zap_flags_t) BIT(0))
2299 /* Set in unmap_vmas() to indicate a final unmap call.  Only used by hugetlb */
2300 #define  ZAP_FLAG_UNMAP              ((__force zap_flags_t) BIT(1))
2301
2302 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
2303 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t);
2304 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t);
2305 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t);
2306 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t);
2307 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2308 {
2309         return t->mm_cid;
2310 }
2311 #else
2312 static inline void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t) { }
2313 static inline void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t) { }
2314 static inline void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t) { }
2315 static inline void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t) { }
2316 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2317 {
2318         /*
2319          * Use the processor id as a fall-back when the mm cid feature is
2320          * disabled. This provides functional per-cpu data structure accesses
2321          * in user-space, althrough it won't provide the memory usage benefits.
2322          */
2323         return raw_smp_processor_id();
2324 }
2325 #endif
2326
2327 #ifdef CONFIG_MMU
2328 extern bool can_do_mlock(void);
2329 #else
2330 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
2331 #endif
2332 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
2333 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
2334
2335 struct folio *vm_normal_folio(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2336                              pte_t pte);
2337 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2338                              pte_t pte);
2339 struct folio *vm_normal_folio_pmd(struct vm_area_struct *vma,
2340                                   unsigned long addr, pmd_t pmd);
2341 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2342                                 pmd_t pmd);
2343
2344 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2345                   unsigned long size);
2346 void zap_page_range_single(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2347                            unsigned long size, struct zap_details *details);
2348 static inline void zap_vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2349 {
2350         zap_page_range_single(vma, vma->vm_start,
2351                               vma->vm_end - vma->vm_start, NULL);
2352 }
2353 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct ma_state *mas,
2354                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start,
2355                 unsigned long end, unsigned long tree_end, bool mm_wr_locked);
2356
2357 struct mmu_notifier_range;
2358
2359 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
2360                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
2361 int
2362 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
2363 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2364                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
2365 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2366         unsigned long *pfn);
2367 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2368                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
2369 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2370                         void *buf, int len, int write);
2371
2372 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
2373 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
2374 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
2375 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
2376 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
2377
2378 struct vm_area_struct *lock_mm_and_find_vma(struct mm_struct *mm,
2379                 unsigned long address, struct pt_regs *regs);
2380
2381 #ifdef CONFIG_MMU
2382 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2383                                   unsigned long address, unsigned int flags,
2384                                   struct pt_regs *regs);
2385 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
2386                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
2387                             bool *unlocked);
2388 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2389                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
2390 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2391                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
2392 #else
2393 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2394                                          unsigned long address, unsigned int flags,
2395                                          struct pt_regs *regs)
2396 {
2397         /* should never happen if there's no MMU */
2398         BUG();
2399         return VM_FAULT_SIGBUS;
2400 }
2401 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2402                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
2403 {
2404         /* should never happen if there's no MMU */
2405         BUG();
2406         return -EFAULT;
2407 }
2408 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2409                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
2410 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2411                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
2412 #endif
2413
2414 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2415                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
2416 {
2417         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
2418 }
2419
2420 static inline struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm,
2421                                                 unsigned long addr);
2422
2423 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
2424                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2425 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2426                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2427
2428 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2429                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2430                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2431                            int *locked);
2432 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2433                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2434                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2435                            int *locked);
2436
2437 /*
2438  * Retrieves a single page alongside its VMA. Does not support FOLL_NOWAIT.
2439  */
2440 static inline struct page *get_user_page_vma_remote(struct mm_struct *mm,
2441                                                     unsigned long addr,
2442                                                     int gup_flags,
2443                                                     struct vm_area_struct **vmap)
2444 {
2445         struct page *page;
2446         struct vm_area_struct *vma;
2447         int got;
2448
2449         if (WARN_ON_ONCE(unlikely(gup_flags & FOLL_NOWAIT)))
2450                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2451
2452         got = get_user_pages_remote(mm, addr, 1, gup_flags, &page, NULL);
2453
2454         if (got < 0)
2455                 return ERR_PTR(got);
2456
2457         vma = vma_lookup(mm, addr);
2458         if (WARN_ON_ONCE(!vma)) {
2459                 put_page(page);
2460                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2461         }
2462
2463         *vmap = vma;
2464         return page;
2465 }
2466
2467 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2468                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2469 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2470                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2471 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2472                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2473 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2474                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2475
2476 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2477                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2478 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2479                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2480 void folio_add_pin(struct folio *folio);
2481
2482 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
2483 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
2484                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
2485
2486 struct kvec;
2487 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
2488
2489 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio);
2490 bool set_page_dirty(struct page *page);
2491 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
2492
2493 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
2494
2495 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
2496                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
2497                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
2498                 bool need_rmap_locks, bool for_stack);
2499
2500 /*
2501  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
2502  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
2503  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
2504  * time.
2505  */
2506 /*
2507  * Whether we should manually check if we can map individual PTEs writable,
2508  * because something (e.g., COW, uffd-wp) blocks that from happening for all
2509  * PTEs automatically in a writable mapping.
2510  */
2511 #define  MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE         (1UL << 0)
2512 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
2513 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
2514 /* Whether this change is for write protecting */
2515 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
2516 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
2517 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
2518                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
2519
2520 bool vma_needs_dirty_tracking(struct vm_area_struct *vma);
2521 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2522 static inline bool vma_wants_manual_pte_write_upgrade(struct vm_area_struct *vma)
2523 {
2524         /*
2525          * We want to check manually if we can change individual PTEs writable
2526          * if we can't do that automatically for all PTEs in a mapping. For
2527          * private mappings, that's always the case when we have write
2528          * permissions as we properly have to handle COW.
2529          */
2530         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
2531                 return vma_wants_writenotify(vma, vma->vm_page_prot);
2532         return !!(vma->vm_flags & VM_WRITE);
2533
2534 }
2535 bool can_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2536                              pte_t pte);
2537 extern long change_protection(struct mmu_gather *tlb,
2538                               struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2539                               unsigned long end, unsigned long cp_flags);
2540 extern int mprotect_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct mmu_gather *tlb,
2541           struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **pprev,
2542           unsigned long start, unsigned long end, unsigned long newflags);
2543
2544 /*
2545  * doesn't attempt to fault and will return short.
2546  */
2547 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2548                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2549
2550 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
2551                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
2552 {
2553         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
2554 }
2555 /*
2556  * per-process(per-mm_struct) statistics.
2557  */
2558 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2559 {
2560         return percpu_counter_read_positive(&mm->rss_stat[member]);
2561 }
2562
2563 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member);
2564
2565 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
2566 {
2567         percpu_counter_add(&mm->rss_stat[member], value);
2568
2569         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2570 }
2571
2572 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2573 {
2574         percpu_counter_inc(&mm->rss_stat[member]);
2575
2576         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2577 }
2578
2579 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2580 {
2581         percpu_counter_dec(&mm->rss_stat[member]);
2582
2583         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2584 }
2585
2586 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
2587 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
2588 {
2589         if (PageSwapBacked(page))
2590                 return MM_SHMEMPAGES;
2591         return MM_FILEPAGES;
2592 }
2593
2594 static inline int mm_counter(struct page *page)
2595 {
2596         if (PageAnon(page))
2597                 return MM_ANONPAGES;
2598         return mm_counter_file(page);
2599 }
2600
2601 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2602 {
2603         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
2604                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
2605                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
2606 }
2607
2608 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2609 {
2610         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
2611 }
2612
2613 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2614 {
2615         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
2616 }
2617
2618 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2619 {
2620         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
2621
2622         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
2623                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
2624 }
2625
2626 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2627 {
2628         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2629                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2630 }
2631
2632 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2633 {
2634         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2635 }
2636
2637 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2638                                          struct mm_struct *mm)
2639 {
2640         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2641
2642         if (*maxrss < hiwater_rss)
2643                 *maxrss = hiwater_rss;
2644 }
2645
2646 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2647 static inline int pte_special(pte_t pte)
2648 {
2649         return 0;
2650 }
2651
2652 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2653 {
2654         return pte;
2655 }
2656 #endif
2657
2658 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2659 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2660 {
2661         return 0;
2662 }
2663 #endif
2664
2665 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2666                                spinlock_t **ptl);
2667 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2668                                     spinlock_t **ptl)
2669 {
2670         pte_t *ptep;
2671         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2672         return ptep;
2673 }
2674
2675 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2676 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2677                                                 unsigned long address)
2678 {
2679         return 0;
2680 }
2681 #else
2682 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2683 #endif
2684
2685 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2686 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2687                                                 unsigned long address)
2688 {
2689         return 0;
2690 }
2691 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2692 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2693
2694 #else
2695 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2696
2697 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2698 {
2699         if (mm_pud_folded(mm))
2700                 return;
2701         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2702 }
2703
2704 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2705 {
2706         if (mm_pud_folded(mm))
2707                 return;
2708         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2709 }
2710 #endif
2711
2712 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2713 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2714                                                 unsigned long address)
2715 {
2716         return 0;
2717 }
2718
2719 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2720 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2721
2722 #else
2723 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2724
2725 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2726 {
2727         if (mm_pmd_folded(mm))
2728                 return;
2729         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2730 }
2731
2732 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2733 {
2734         if (mm_pmd_folded(mm))
2735                 return;
2736         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2737 }
2738 #endif
2739
2740 #ifdef CONFIG_MMU
2741 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2742 {
2743         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2744 }
2745
2746 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2747 {
2748         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2749 }
2750
2751 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2752 {
2753         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2754 }
2755
2756 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2757 {
2758         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2759 }
2760 #else
2761
2762 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2763 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2764 {
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2769 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2770 #endif
2771
2772 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2773 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2774
2775 #if defined(CONFIG_MMU)
2776
2777 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2778                 unsigned long address)
2779 {
2780         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2781                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2782 }
2783
2784 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2785                 unsigned long address)
2786 {
2787         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2788                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2789 }
2790
2791 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2792 {
2793         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2794                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2795 }
2796 #endif /* CONFIG_MMU */
2797
2798 static inline struct ptdesc *virt_to_ptdesc(const void *x)
2799 {
2800         return page_ptdesc(virt_to_page(x));
2801 }
2802
2803 static inline void *ptdesc_to_virt(const struct ptdesc *pt)
2804 {
2805         return page_to_virt(ptdesc_page(pt));
2806 }
2807
2808 static inline void *ptdesc_address(const struct ptdesc *pt)
2809 {
2810         return folio_address(ptdesc_folio(pt));
2811 }
2812
2813 static inline bool pagetable_is_reserved(struct ptdesc *pt)
2814 {
2815         return folio_test_reserved(ptdesc_folio(pt));
2816 }
2817
2818 /**
2819  * pagetable_alloc - Allocate pagetables
2820  * @gfp:    GFP flags
2821  * @order:  desired pagetable order
2822  *
2823  * pagetable_alloc allocates memory for page tables as well as a page table
2824  * descriptor to describe that memory.
2825  *
2826  * Return: The ptdesc describing the allocated page tables.
2827  */
2828 static inline struct ptdesc *pagetable_alloc(gfp_t gfp, unsigned int order)
2829 {
2830         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2831
2832         return page_ptdesc(page);
2833 }
2834
2835 /**
2836  * pagetable_free - Free pagetables
2837  * @pt: The page table descriptor
2838  *
2839  * pagetable_free frees the memory of all page tables described by a page
2840  * table descriptor and the memory for the descriptor itself.
2841  */
2842 static inline void pagetable_free(struct ptdesc *pt)
2843 {
2844         struct page *page = ptdesc_page(pt);
2845
2846         __free_pages(page, compound_order(page));
2847 }
2848
2849 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2850 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2851 void __init ptlock_cache_init(void);
2852 bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc);
2853 void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc);
2854
2855 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2856 {
2857         return ptdesc->ptl;
2858 }
2859 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2860 static inline void ptlock_cache_init(void)
2861 {
2862 }
2863
2864 static inline bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc)
2865 {
2866         return true;
2867 }
2868
2869 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
2870 {
2871 }
2872
2873 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2874 {
2875         return &ptdesc->ptl;
2876 }
2877 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2878
2879 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2880 {
2881         return ptlock_ptr(page_ptdesc(pmd_page(*pmd)));
2882 }
2883
2884 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
2885 {
2886         /*
2887          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2888          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2889          *
2890          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2891          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2892          */
2893         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&ptdesc->ptl, ptdesc_page(ptdesc));
2894         if (!ptlock_alloc(ptdesc))
2895                 return false;
2896         spin_lock_init(ptlock_ptr(ptdesc));
2897         return true;
2898 }
2899
2900 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2901 /*
2902  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2903  */
2904 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2905 {
2906         return &mm->page_table_lock;
2907 }
2908 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2909 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
2910 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
2911 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2912
2913 static inline bool pagetable_pte_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
2914 {
2915         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2916
2917         if (!ptlock_init(ptdesc))
2918                 return false;
2919         __folio_set_pgtable(folio);
2920         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2921         return true;
2922 }
2923
2924 static inline void pagetable_pte_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
2925 {
2926         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2927
2928         ptlock_free(ptdesc);
2929         __folio_clear_pgtable(folio);
2930         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2931 }
2932
2933 pte_t *__pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr, pmd_t *pmdvalp);
2934 static inline pte_t *pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
2935 {
2936         return __pte_offset_map(pmd, addr, NULL);
2937 }
2938
2939 pte_t *__pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2940                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2941 static inline pte_t *pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2942                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp)
2943 {
2944         pte_t *pte;
2945
2946         __cond_lock(*ptlp, pte = __pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, ptlp));
2947         return pte;
2948 }
2949
2950 pte_t *pte_offset_map_nolock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2951                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2952
2953 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2954         spin_unlock(ptl);                               \
2955         pte_unmap(pte);                                 \
2956 } while (0)
2957
2958 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2959
2960 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2961         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2962
2963 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2964         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2965                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2966
2967 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2968         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2969                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2970
2971 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2972
2973 static inline struct page *pmd_pgtable_page(pmd_t *pmd)
2974 {
2975         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2976         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2977 }
2978
2979 static inline struct ptdesc *pmd_ptdesc(pmd_t *pmd)
2980 {
2981         return page_ptdesc(pmd_pgtable_page(pmd));
2982 }
2983
2984 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2985 {
2986         return ptlock_ptr(pmd_ptdesc(pmd));
2987 }
2988
2989 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
2990 {
2991 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2992         ptdesc->pmd_huge_pte = NULL;
2993 #endif
2994         return ptlock_init(ptdesc);
2995 }
2996
2997 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
2998 {
2999 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3000         VM_BUG_ON_PAGE(ptdesc->pmd_huge_pte, ptdesc_page(ptdesc));
3001 #endif
3002         ptlock_free(ptdesc);
3003 }
3004
3005 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_ptdesc(pmd)->pmd_huge_pte)
3006
3007 #else
3008
3009 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
3010 {
3011         return &mm->page_table_lock;
3012 }
3013
3014 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
3015 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
3016
3017 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
3018
3019 #endif
3020
3021 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
3022 {
3023         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
3024         spin_lock(ptl);
3025         return ptl;
3026 }
3027
3028 static inline bool pagetable_pmd_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
3029 {
3030         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3031
3032         if (!pmd_ptlock_init(ptdesc))
3033                 return false;
3034         __folio_set_pgtable(folio);
3035         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3036         return true;
3037 }
3038
3039 static inline void pagetable_pmd_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
3040 {
3041         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3042
3043         pmd_ptlock_free(ptdesc);
3044         __folio_clear_pgtable(folio);
3045         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3046 }
3047
3048 /*
3049  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
3050  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
3051  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
3052  * which need to be converted from page_table_lock.
3053  */
3054 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3055 {
3056         return &mm->page_table_lock;
3057 }
3058
3059 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3060 {
3061         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
3062
3063         spin_lock(ptl);
3064         return ptl;
3065 }
3066
3067 static inline void pagetable_pud_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
3068 {
3069         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3070
3071         __folio_set_pgtable(folio);
3072         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3073 }
3074
3075 static inline void pagetable_pud_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
3076 {
3077         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3078
3079         __folio_clear_pgtable(folio);
3080         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3081 }
3082
3083 extern void __init pagecache_init(void);
3084 extern void free_initmem(void);
3085
3086 /*
3087  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
3088  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
3089  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
3090  * Return pages freed into the buddy system.
3091  */
3092 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
3093                                         int poison, const char *s);
3094
3095 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
3096
3097 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
3098                                    phys_addr_t end, int nid);
3099
3100 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
3101 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
3102 {
3103         ClearPageReserved(page);
3104         init_page_count(page);
3105         __free_page(page);
3106         adjust_managed_page_count(page, 1);
3107 }
3108 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
3109
3110 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
3111 {
3112         SetPageReserved(page);
3113         adjust_managed_page_count(page, -1);
3114 }
3115
3116 static inline void free_reserved_ptdesc(struct ptdesc *pt)
3117 {
3118         free_reserved_page(ptdesc_page(pt));
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
3123  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
3124  * range [0, UCHAR_MAX].
3125  * Return pages freed into the buddy system.
3126  */
3127 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
3128 {
3129         extern char __init_begin[], __init_end[];
3130
3131         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
3132                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
3133 }
3134
3135 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
3136 {
3137         int nid;
3138         unsigned long phys_pages = 0;
3139
3140         for_each_online_node(nid)
3141                 phys_pages += node_present_pages(nid);
3142
3143         return phys_pages;
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
3148  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
3149  * architecture independent manner.
3150  *
3151  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
3152  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
3153  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
3154  * usage, an architecture is expected to do something like
3155  *
3156  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
3157  *                                                       max_highmem_pfn};
3158  * for_each_valid_physical_page_range()
3159  *      memblock_add_node(base, size, nid, MEMBLOCK_NONE)
3160  * free_area_init(max_zone_pfns);
3161  */
3162 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
3163 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
3164 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
3165                                                 unsigned long end_pfn);
3166 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3167                                                 unsigned long end_pfn);
3168 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3169                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
3170
3171 #ifndef CONFIG_NUMA
3172 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3173 {
3174         return 0;
3175 }
3176 #else
3177 /* please see mm/page_alloc.c */
3178 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
3179 #endif
3180
3181 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
3182 extern void mem_init(void);
3183 extern void __init mmap_init(void);
3184
3185 extern void __show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask, int max_zone_idx);
3186 static inline void show_mem(void)
3187 {
3188         __show_mem(0, NULL, MAX_NR_ZONES - 1);
3189 }
3190 extern long si_mem_available(void);
3191 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
3192 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
3193 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
3194 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
3195 #endif
3196
3197 extern __printf(3, 4)
3198 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
3199
3200 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
3201
3202 /* nommu.c */
3203 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
3204 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
3205
3206 /* interval_tree.c */
3207 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
3208                               struct rb_root_cached *root);
3209 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
3210                                     struct vm_area_struct *prev,
3211                                     struct rb_root_cached *root);
3212 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
3213                               struct rb_root_cached *root);
3214 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3215                                 unsigned long start, unsigned long last);
3216 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
3217                                 unsigned long start, unsigned long last);
3218
3219 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
3220         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
3221              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
3222
3223 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
3224                                    struct rb_root_cached *root);
3225 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
3226                                    struct rb_root_cached *root);
3227 struct anon_vma_chain *
3228 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3229                                   unsigned long start, unsigned long last);
3230 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
3231         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
3232 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
3233 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
3234 #endif
3235
3236 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
3237         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
3238              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
3239
3240 /* mmap.c */
3241 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
3242 extern int vma_expand(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3243                       unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff,
3244                       struct vm_area_struct *next);
3245 extern int vma_shrink(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3246                        unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff);
3247 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
3248 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
3249 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
3250 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
3251         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
3252         bool *need_rmap_locks);
3253 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
3254 struct vm_area_struct *vma_modify(struct vma_iterator *vmi,
3255                                   struct vm_area_struct *prev,
3256                                   struct vm_area_struct *vma,
3257                                   unsigned long start, unsigned long end,
3258                                   unsigned long vm_flags,
3259                                   struct mempolicy *policy,
3260                                   struct vm_userfaultfd_ctx uffd_ctx,
3261                                   struct anon_vma_name *anon_name);
3262
3263 /* We are about to modify the VMA's flags. */
3264 static inline struct vm_area_struct
3265 *vma_modify_flags(struct vma_iterator *vmi,
3266                   struct vm_area_struct *prev,
3267                   struct vm_area_struct *vma,
3268                   unsigned long start, unsigned long end,
3269                   unsigned long new_flags)
3270 {
3271         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3272                           vma_policy(vma), vma->vm_userfaultfd_ctx,
3273                           anon_vma_name(vma));
3274 }
3275
3276 /* We are about to modify the VMA's flags and/or anon_name. */
3277 static inline struct vm_area_struct
3278 *vma_modify_flags_name(struct vma_iterator *vmi,
3279                        struct vm_area_struct *prev,
3280                        struct vm_area_struct *vma,
3281                        unsigned long start,
3282                        unsigned long end,
3283                        unsigned long new_flags,
3284                        struct anon_vma_name *new_name)
3285 {
3286         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3287                           vma_policy(vma), vma->vm_userfaultfd_ctx, new_name);
3288 }
3289
3290 /* We are about to modify the VMA's memory policy. */
3291 static inline struct vm_area_struct
3292 *vma_modify_policy(struct vma_iterator *vmi,
3293                    struct vm_area_struct *prev,
3294                    struct vm_area_struct *vma,
3295                    unsigned long start, unsigned long end,
3296                    struct mempolicy *new_pol)
3297 {
3298         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, vma->vm_flags,
3299                           new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx, anon_vma_name(vma));
3300 }
3301
3302 /* We are about to modify the VMA's flags and/or uffd context. */
3303 static inline struct vm_area_struct
3304 *vma_modify_flags_uffd(struct vma_iterator *vmi,
3305                        struct vm_area_struct *prev,
3306                        struct vm_area_struct *vma,
3307                        unsigned long start, unsigned long end,
3308                        unsigned long new_flags,
3309                        struct vm_userfaultfd_ctx new_ctx)
3310 {
3311         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3312                           vma_policy(vma), new_ctx, anon_vma_name(vma));
3313 }
3314
3315 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
3316                                     unsigned long new,
3317                                     unsigned long start,
3318                                     unsigned long end_data,
3319                                     unsigned long start_data)
3320 {
3321         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
3322                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
3323                         return -ENOSPC;
3324         }
3325
3326         return 0;
3327 }
3328
3329 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
3330 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
3331
3332 extern int set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3333 extern int replace_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3334 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
3335 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
3336
3337 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
3338 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
3339
3340 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
3341                                    const struct vm_special_mapping *sm);
3342 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3343                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3344                                    unsigned long flags,
3345                                    const struct vm_special_mapping *spec);
3346 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
3347 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3348                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3349                                    unsigned long flags, struct page **pages);
3350
3351 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
3352 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
3353
3354 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3355
3356 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
3357         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
3358         struct list_head *uf);
3359 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
3360         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
3361         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
3362         struct list_head *uf);
3363 extern int do_vmi_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct mm_struct *mm,
3364                          unsigned long start, size_t len, struct list_head *uf,
3365                          bool unlock);
3366 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
3367                      struct list_head *uf);
3368 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
3369
3370 #ifdef CONFIG_MMU
3371 extern int do_vma_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3372                          unsigned long start, unsigned long end,
3373                          struct list_head *uf, bool unlock);
3374 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
3375                          int ignore_errors);
3376 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
3377 {
3378         /* Ignore errors */
3379         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
3380 }
3381 #else
3382 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
3383 #endif
3384
3385 /* This takes the mm semaphore itself */
3386 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3387 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
3388 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
3389         unsigned long, unsigned long,
3390         unsigned long, unsigned long);
3391
3392 struct vm_unmapped_area_info {
3393 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
3394         unsigned long flags;
3395         unsigned long length;
3396         unsigned long low_limit;
3397         unsigned long high_limit;
3398         unsigned long align_mask;
3399         unsigned long align_offset;
3400 };
3401
3402 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
3403
3404 /* truncate.c */
3405 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
3406 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
3407                                        loff_t lstart, loff_t lend);
3408 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
3409
3410 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
3411 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
3412 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3413                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
3414 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
3415
3416 extern unsigned long stack_guard_gap;
3417 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
3418 int expand_stack_locked(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3419 struct vm_area_struct *expand_stack(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3420
3421 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
3422 int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3423
3424 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
3425 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3426 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
3427                                              struct vm_area_struct **pprev);
3428
3429 /*
3430  * Look up the first VMA which intersects the interval [start_addr, end_addr)
3431  * NULL if none.  Assume start_addr < end_addr.
3432  */
3433 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
3434                         unsigned long start_addr, unsigned long end_addr);
3435
3436 /**
3437  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
3438  * @mm: The process address space.
3439  * @addr: The user address.
3440  *
3441  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
3442  */
3443 static inline
3444 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3445 {
3446         return mtree_load(&mm->mm_mt, addr);
3447 }
3448
3449 static inline unsigned long stack_guard_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3450 {
3451         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN)
3452                 return stack_guard_gap;
3453
3454         /* See reasoning around the VM_SHADOW_STACK definition */
3455         if (vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK)
3456                 return PAGE_SIZE;
3457
3458         return 0;
3459 }
3460
3461 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3462 {
3463         unsigned long gap = stack_guard_start_gap(vma);
3464         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
3465
3466         vm_start -= gap;
3467         if (vm_start > vma->vm_start)
3468                 vm_start = 0;
3469         return vm_start;
3470 }
3471
3472 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
3473 {
3474         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
3475
3476         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
3477                 vm_end += stack_guard_gap;
3478                 if (vm_end < vma->vm_end)
3479                         vm_end = -PAGE_SIZE;
3480         }
3481         return vm_end;
3482 }
3483
3484 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
3485 {
3486         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
3487 }
3488
3489 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
3490 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
3491                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
3492 {
3493         struct vm_area_struct *vma = vma_lookup(mm, vm_start);
3494
3495         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
3496                 vma = NULL;
3497
3498         return vma;
3499 }
3500
3501 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
3502                                 unsigned long start, unsigned long end)
3503 {
3504         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
3505 }
3506
3507 #ifdef CONFIG_MMU
3508 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
3509 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
3510 #else
3511 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
3512 {
3513         return __pgprot(0);
3514 }
3515 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
3516 {
3517         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
3518 }
3519 #endif
3520
3521 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
3522
3523 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3524 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
3525                         unsigned long start, unsigned long end);
3526 #endif
3527
3528 struct vm_area_struct *find_extend_vma_locked(struct mm_struct *,
3529                 unsigned long addr);
3530 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
3531                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
3532 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3533                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
3534 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
3535 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3536                         struct page **pages, unsigned long *num);
3537 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3538                                 unsigned long num);
3539 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3540                                 unsigned long num);
3541 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3542                         unsigned long pfn);
3543 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3544                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
3545 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3546                         pfn_t pfn);
3547 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
3548                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
3549 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
3550
3551 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
3552                                 unsigned long addr, struct page *page)
3553 {
3554         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
3555
3556         if (err == -ENOMEM)
3557                 return VM_FAULT_OOM;
3558         if (err < 0 && err != -EBUSY)
3559                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3560
3561         return VM_FAULT_NOPAGE;
3562 }
3563
3564 #ifndef io_remap_pfn_range
3565 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
3566                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
3567                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
3568 {
3569         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
3570 }
3571 #endif
3572
3573 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
3574 {
3575         if (err == -ENOMEM)
3576                 return VM_FAULT_OOM;
3577         else if (err == -EHWPOISON)
3578                 return VM_FAULT_HWPOISON;
3579         return VM_FAULT_SIGBUS;
3580 }
3581
3582 /*
3583  * Convert errno to return value for ->page_mkwrite() calls.
3584  *
3585  * This should eventually be merged with vmf_error() above, but will need a
3586  * careful audit of all vmf_error() callers.
3587  */
3588 static inline vm_fault_t vmf_fs_error(int err)
3589 {
3590         if (err == 0)
3591                 return VM_FAULT_LOCKED;
3592         if (err == -EFAULT || err == -EAGAIN)
3593                 return VM_FAULT_NOPAGE;
3594         if (err == -ENOMEM)
3595                 return VM_FAULT_OOM;
3596         /* -ENOSPC, -EDQUOT, -EIO ... */
3597         return VM_FAULT_SIGBUS;
3598 }
3599
3600 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
3601                          unsigned int foll_flags);
3602
3603 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
3604 {
3605         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
3606                 return -ENOMEM;
3607         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
3608                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
3609         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
3610                 return -EFAULT;
3611         return 0;
3612 }
3613
3614 /*
3615  * Indicates whether GUP can follow a PROT_NONE mapped page, or whether
3616  * a (NUMA hinting) fault is required.
3617  */
3618 static inline bool gup_can_follow_protnone(struct vm_area_struct *vma,
3619                                            unsigned int flags)
3620 {
3621         /*
3622          * If callers don't want to honor NUMA hinting faults, no need to
3623          * determine if we would actually have to trigger a NUMA hinting fault.
3624          */
3625         if (!(flags & FOLL_HONOR_NUMA_FAULT))
3626                 return true;
3627
3628         /*
3629          * NUMA hinting faults don't apply in inaccessible (PROT_NONE) VMAs.
3630          *
3631          * Requiring a fault here even for inaccessible VMAs would mean that
3632          * FOLL_FORCE cannot make any progress, because handle_mm_fault()
3633          * refuses to process NUMA hinting faults in inaccessible VMAs.
3634          */
3635         return !vma_is_accessible(vma);
3636 }
3637
3638 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
3639 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
3640                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
3641 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
3642                                    unsigned long address, unsigned long size,
3643                                    pte_fn_t fn, void *data);
3644
3645 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
3646 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
3647 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
3648 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
3649 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
3650 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
3651 {
3652         return _page_poisoning_enabled_early;
3653 }
3654 /*
3655  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
3656  * false negative result is not harmful when called too early.
3657  */
3658 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
3659 {
3660         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
3661 }
3662 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
3663 {
3664         if (page_poisoning_enabled_static())
3665                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
3666 }
3667 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
3668 {
3669         if (page_poisoning_enabled_static())
3670                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
3671 }
3672 #else
3673 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
3674 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
3675 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
3676 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3677 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3678 #endif
3679
3680 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
3681 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
3682 {
3683         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
3684                                 &init_on_alloc))
3685                 return true;
3686         return flags & __GFP_ZERO;
3687 }
3688
3689 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
3690 static inline bool want_init_on_free(void)
3691 {
3692         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
3693                                    &init_on_free);
3694 }
3695
3696 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
3697 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3698
3699 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3700 {
3701         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3702                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * For use in fast paths after mem_debugging_and_hardening_init() has run,
3707  * or when a false negative result is not harmful when called too early.
3708  */
3709 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3710 {
3711         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3712                 return false;
3713
3714         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3719  * __kernel_map_pages() never fails
3720  */
3721 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3722 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3723 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3724 {
3725         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3726                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3727 }
3728
3729 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3730 {
3731         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3732                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3733 }
3734
3735 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3736 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3737
3738 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3739 {
3740         return _debug_guardpage_minorder;
3741 }
3742
3743 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3744 {
3745         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3746 }
3747
3748 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3749 {
3750         if (!debug_guardpage_enabled())
3751                 return false;
3752
3753         return PageGuard(page);
3754 }
3755
3756 bool __set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3757                       int migratetype);
3758 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3759                                   unsigned int order, int migratetype)
3760 {
3761         if (!debug_guardpage_enabled())
3762                 return false;
3763         return __set_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3764 }
3765
3766 void __clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3767                         int migratetype);
3768 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3769                                     unsigned int order, int migratetype)
3770 {
3771         if (!debug_guardpage_enabled())
3772                 return;
3773         __clear_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3774 }
3775
3776 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3777 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3778 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3779 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3780 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3781 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3782 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3783                         unsigned int order, int migratetype) { return false; }
3784 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3785                                 unsigned int order, int migratetype) {}
3786 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3787
3788 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3789 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3790 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3791 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3792 #else
3793 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3794 {
3795         return NULL;
3796 }
3797 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3798 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3799 {
3800         return 0;
3801 }
3802 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3803
3804 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3805
3806 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3807 extern int sysctl_drop_caches;
3808 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3809                 loff_t *);
3810 #endif
3811
3812 void drop_slab(void);
3813
3814 #ifndef CONFIG_MMU
3815 #define randomize_va_space 0
3816 #else
3817 extern int randomize_va_space;
3818 #endif
3819
3820 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3821 #ifdef CONFIG_MMU
3822 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3823 #else
3824 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3825 {
3826 }
3827 #endif
3828
3829 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3830 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3831                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap,
3832                 struct dev_pagemap *pgmap);
3833 void pmd_init(void *addr);
3834 void pud_init(void *addr);
3835 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3836 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3837 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3838 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3839 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3840                             struct vmem_altmap *altmap, struct page *reuse);
3841 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3842 struct vmem_altmap;
3843 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3844                               struct vmem_altmap *altmap);
3845 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3846 void vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmd, void *p, int node,
3847                      unsigned long addr, unsigned long next);
3848 int vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmd, int node,
3849                       unsigned long addr, unsigned long next);
3850 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3851                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3852 int vmemmap_populate_hugepages(unsigned long start, unsigned long end,
3853                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3854 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3855                 struct vmem_altmap *altmap);
3856 void vmemmap_populate_print_last(void);
3857 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3858 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3859                 struct vmem_altmap *altmap);
3860 #endif
3861
3862 #define VMEMMAP_RESERVE_NR      2
3863 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_OPTIMIZE_DAX_VMEMMAP
3864 static inline bool __vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3865                                           struct dev_pagemap *pgmap)
3866 {
3867         unsigned long nr_pages;
3868         unsigned long nr_vmemmap_pages;
3869
3870         if (!pgmap || !is_power_of_2(sizeof(struct page)))
3871                 return false;
3872
3873         nr_pages = pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
3874         nr_vmemmap_pages = ((nr_pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT);
3875         /*
3876          * For vmemmap optimization with DAX we need minimum 2 vmemmap
3877          * pages. See layout diagram in Documentation/mm/vmemmap_dedup.rst
3878          */
3879         return !altmap && (nr_vmemmap_pages > VMEMMAP_RESERVE_NR);
3880 }
3881 /*
3882  * If we don't have an architecture override, use the generic rule
3883  */
3884 #ifndef vmemmap_can_optimize
3885 #define vmemmap_can_optimize __vmemmap_can_optimize
3886 #endif
3887
3888 #else
3889 static inline bool vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3890                                            struct dev_pagemap *pgmap)
3891 {
3892         return false;
3893 }
3894 #endif
3895
3896 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3897                                   unsigned long nr_pages);
3898
3899 enum mf_flags {
3900         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3901         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3902         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3903         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3904         MF_UNPOISON = 1 << 4,
3905         MF_SW_SIMULATED = 1 << 5,
3906         MF_NO_RETRY = 1 << 6,
3907 };
3908 int mf_dax_kill_procs(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3909                       unsigned long count, int mf_flags);
3910 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3911 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3912 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3913 extern void shake_page(struct page *p);
3914 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3915 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3916 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
3917 /*
3918  * Sysfs entries for memory failure handling statistics.
3919  */
3920 extern const struct attribute_group memory_failure_attr_group;
3921 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3922 extern int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3923                                         bool *migratable_cleared);
3924 void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn);
3925 void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i);
3926 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
3927 #else
3928 static inline void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
3929 {
3930 }
3931
3932 static inline int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3933                                         bool *migratable_cleared)
3934 {
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 static inline void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn)
3939 {
3940 }
3941
3942 static inline void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i)
3943 {
3944 }
3945 #endif
3946
3947 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_KSM)
3948 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, struct page *p,
3949                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
3950                      unsigned long ksm_addr);
3951 #endif
3952
3953 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3954 extern void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn);
3955 extern void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i);
3956 #else
3957 static inline void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn)
3958 {
3959 }
3960
3961 static inline void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i)
3962 {
3963 }
3964 #endif
3965
3966 #ifndef arch_memory_failure
3967 static inline int arch_memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
3968 {
3969         return -ENXIO;
3970 }
3971 #endif
3972
3973 #ifndef arch_is_platform_page
3974 static inline bool arch_is_platform_page(u64 paddr)
3975 {
3976         return false;
3977 }
3978 #endif
3979
3980 /*
3981  * Error handlers for various types of pages.
3982  */
3983 enum mf_result {
3984         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3985         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3986         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3987         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3988 };
3989
3990 enum mf_action_page_type {
3991         MF_MSG_KERNEL,
3992         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3993         MF_MSG_SLAB,
3994         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3995         MF_MSG_HUGE,
3996         MF_MSG_FREE_HUGE,
3997         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3998         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3999         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
4000         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
4001         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
4002         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
4003         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
4004         MF_MSG_DIRTY_LRU,
4005         MF_MSG_CLEAN_LRU,
4006         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
4007         MF_MSG_BUDDY,
4008         MF_MSG_DAX,
4009         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
4010         MF_MSG_UNKNOWN,
4011 };
4012
4013 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
4014 extern void clear_huge_page(struct page *page,
4015                             unsigned long addr_hint,
4016                             unsigned int pages_per_huge_page);
4017 int copy_user_large_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
4018                           unsigned long addr_hint,
4019                           struct vm_area_struct *vma);
4020 long copy_folio_from_user(struct folio *dst_folio,
4021                            const void __user *usr_src,
4022                            bool allow_pagefault);
4023
4024 /**
4025  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
4026  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
4027  *
4028  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
4029  * the definition in vm_normal_page().
4030  *
4031  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
4032  * false otherwise.
4033  */
4034 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
4035 {
4036         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
4037                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
4038 }
4039
4040 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
4041
4042 #if MAX_NUMNODES > 1
4043 void __init setup_nr_node_ids(void);
4044 #else
4045 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
4046 #endif
4047
4048 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
4049
4050 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
4051 {
4052         return !memcmp_pages(page1, page2);
4053 }
4054
4055 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
4056 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
4057                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
4058                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
4059                                                 unsigned long *bitmap,
4060                                                 pgoff_t *start,
4061                                                 pgoff_t *end);
4062
4063 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
4064                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
4065 #endif
4066
4067 extern int sysctl_nr_trim_pages;
4068
4069 #ifdef CONFIG_PRINTK
4070 void mem_dump_obj(void *object);
4071 #else
4072 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
4073 #endif
4074
4075 /**
4076  * seal_check_write - Check for F_SEAL_WRITE or F_SEAL_FUTURE_WRITE flags and
4077  *                    handle them.
4078  * @seals: the seals to check
4079  * @vma: the vma to operate on
4080  *
4081  * Check whether F_SEAL_WRITE or F_SEAL_FUTURE_WRITE are set; if so, do proper
4082  * check/handling on the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
4083  */
4084 static inline int seal_check_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
4085 {
4086         if (seals & (F_SEAL_WRITE | F_SEAL_FUTURE_WRITE)) {
4087                 /*
4088                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
4089                  * write seals are active.
4090                  */
4091                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
4092                         return -EPERM;
4093
4094                 /*
4095                  * Since an F_SEAL_[FUTURE_]WRITE sealed memfd can be mapped as
4096                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
4097                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
4098                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
4099                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
4100                  */
4101                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
4102                         vm_flags_clear(vma, VM_MAYWRITE);
4103         }
4104
4105         return 0;
4106 }
4107
4108 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
4109 int madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4110                           unsigned long len_in,
4111                           struct anon_vma_name *anon_name);
4112 #else
4113 static inline int
4114 madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4115                       unsigned long len_in, struct anon_vma_name *anon_name) {
4116         return 0;
4117 }
4118 #endif
4119
4120 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
4121
4122 bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4123 void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4124
4125 #else
4126
4127 static inline bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start,
4128                                                     phys_addr_t end)
4129 {
4130         return false;
4131 }
4132
4133 static inline void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
4134 {
4135 }
4136
4137 #endif
4138
4139 static inline bool pfn_is_unaccepted_memory(unsigned long pfn)
4140 {
4141         phys_addr_t paddr = pfn << PAGE_SHIFT;
4142
4143         return range_contains_unaccepted_memory(paddr, paddr + PAGE_SIZE);
4144 }
4145
4146 #endif /* _LINUX_MM_H */
This page took 0.254012 seconds and 4 git commands to generate.