]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/mm.h
svcrdma: Add Write chunk WRs to the RPC's Send WR chain
[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 static inline int vma_iter_clear_gfp(struct vma_iterator *vmi,
998                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp)
999 {
1000         __mas_set_range(&vmi->mas, start, end - 1);
1001         mas_store_gfp(&vmi->mas, NULL, gfp);
1002         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
1003                 return -ENOMEM;
1004
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 /* Free any unused preallocations */
1009 static inline void vma_iter_free(struct vma_iterator *vmi)
1010 {
1011         mas_destroy(&vmi->mas);
1012 }
1013
1014 static inline int vma_iter_bulk_store(struct vma_iterator *vmi,
1015                                       struct vm_area_struct *vma)
1016 {
1017         vmi->mas.index = vma->vm_start;
1018         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
1019         mas_store(&vmi->mas, vma);
1020         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
1021                 return -ENOMEM;
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static inline void vma_iter_invalidate(struct vma_iterator *vmi)
1027 {
1028         mas_pause(&vmi->mas);
1029 }
1030
1031 static inline void vma_iter_set(struct vma_iterator *vmi, unsigned long addr)
1032 {
1033         mas_set(&vmi->mas, addr);
1034 }
1035
1036 #define for_each_vma(__vmi, __vma)                                      \
1037         while (((__vma) = vma_next(&(__vmi))) != NULL)
1038
1039 /* The MM code likes to work with exclusive end addresses */
1040 #define for_each_vma_range(__vmi, __vma, __end)                         \
1041         while (((__vma) = vma_find(&(__vmi), (__end))) != NULL)
1042
1043 #ifdef CONFIG_SHMEM
1044 /*
1045  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1046  * paths in userfault.
1047  */
1048 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1049 bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1050 #else
1051 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1052 static inline bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1053 #endif
1054
1055 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1056
1057 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
1058 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
1059
1060 struct mmu_gather;
1061 struct inode;
1062
1063 /*
1064  * compound_order() can be called without holding a reference, which means
1065  * that niceties like page_folio() don't work.  These callers should be
1066  * prepared to handle wild return values.  For example, PG_head may be
1067  * set before the order is initialised, or this may be a tail page.
1068  * See compaction.c for some good examples.
1069  */
1070 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
1071 {
1072         struct folio *folio = (struct folio *)page;
1073
1074         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
1075                 return 0;
1076         return folio->_flags_1 & 0xff;
1077 }
1078
1079 /**
1080  * folio_order - The allocation order of a folio.
1081  * @folio: The folio.
1082  *
1083  * A folio is composed of 2^order pages.  See get_order() for the definition
1084  * of order.
1085  *
1086  * Return: The order of the folio.
1087  */
1088 static inline unsigned int folio_order(struct folio *folio)
1089 {
1090         if (!folio_test_large(folio))
1091                 return 0;
1092         return folio->_flags_1 & 0xff;
1093 }
1094
1095 #include <linux/huge_mm.h>
1096
1097 /*
1098  * Methods to modify the page usage count.
1099  *
1100  * What counts for a page usage:
1101  * - cache mapping   (page->mapping)
1102  * - private data    (page->private)
1103  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
1104  *   is counted separately
1105  *
1106  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
1107  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
1108  */
1109
1110 /*
1111  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
1112  */
1113 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
1114 {
1115         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
1116         return page_ref_dec_and_test(page);
1117 }
1118
1119 static inline int folio_put_testzero(struct folio *folio)
1120 {
1121         return put_page_testzero(&folio->page);
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
1126  * that is the case.
1127  * This can be called when MMU is off so it must not access
1128  * any of the virtual mappings.
1129  */
1130 static inline bool get_page_unless_zero(struct page *page)
1131 {
1132         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
1133 }
1134
1135 static inline struct folio *folio_get_nontail_page(struct page *page)
1136 {
1137         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
1138                 return NULL;
1139         return (struct folio *)page;
1140 }
1141
1142 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
1143
1144 enum {
1145         REGION_INTERSECTS,
1146         REGION_DISJOINT,
1147         REGION_MIXED,
1148 };
1149
1150 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
1151                       unsigned long desc);
1152
1153 /* Support for virtually mapped pages */
1154 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
1155 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
1156
1157 /*
1158  * Determine if an address is within the vmalloc range
1159  *
1160  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
1161  * is no special casing required.
1162  */
1163 #ifdef CONFIG_MMU
1164 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
1165 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
1166 #else
1167 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
1168 {
1169         return false;
1170 }
1171 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
1172 {
1173         return 0;
1174 }
1175 #endif
1176
1177 /*
1178  * How many times the entire folio is mapped as a single unit (eg by a
1179  * PMD or PUD entry).  This is probably not what you want, except for
1180  * debugging purposes - it does not include PTE-mapped sub-pages; look
1181  * at folio_mapcount() or page_mapcount() or total_mapcount() instead.
1182  */
1183 static inline int folio_entire_mapcount(struct folio *folio)
1184 {
1185         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio), folio);
1186         return atomic_read(&folio->_entire_mapcount) + 1;
1187 }
1188
1189 /*
1190  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
1191  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
1192  * and atomic_add_negative(-1).
1193  */
1194 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
1195 {
1196         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
1197 }
1198
1199 /**
1200  * page_mapcount() - Number of times this precise page is mapped.
1201  * @page: The page.
1202  *
1203  * The number of times this page is mapped.  If this page is part of
1204  * a large folio, it includes the number of times this page is mapped
1205  * as part of that folio.
1206  *
1207  * The result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
1208  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
1209  * They use this field in struct page differently.
1210  */
1211 static inline int page_mapcount(struct page *page)
1212 {
1213         int mapcount = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1214
1215         if (unlikely(PageCompound(page)))
1216                 mapcount += folio_entire_mapcount(page_folio(page));
1217
1218         return mapcount;
1219 }
1220
1221 int folio_total_mapcount(struct folio *folio);
1222
1223 /**
1224  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
1225  * @folio: The folio.
1226  *
1227  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
1228  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
1229  * This function calculates the total number of times the folio is
1230  * mapped.
1231  *
1232  * Return: The number of times this folio is mapped.
1233  */
1234 static inline int folio_mapcount(struct folio *folio)
1235 {
1236         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1237                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
1238         return folio_total_mapcount(folio);
1239 }
1240
1241 static inline int total_mapcount(struct page *page)
1242 {
1243         if (likely(!PageCompound(page)))
1244                 return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1245         return folio_total_mapcount(page_folio(page));
1246 }
1247
1248 static inline bool folio_large_is_mapped(struct folio *folio)
1249 {
1250         /*
1251          * Reading _entire_mapcount below could be omitted if hugetlb
1252          * participated in incrementing nr_pages_mapped when compound mapped.
1253          */
1254         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) > 0 ||
1255                 atomic_read(&folio->_entire_mapcount) >= 0;
1256 }
1257
1258 /**
1259  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
1260  * @folio: The folio.
1261  *
1262  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
1263  */
1264 static inline bool folio_mapped(struct folio *folio)
1265 {
1266         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1267                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
1268         return folio_large_is_mapped(folio);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1273  * For compound page it returns true if any sub-page of compound page is mapped,
1274  * even if this particular sub-page is not itself mapped by any PTE or PMD.
1275  */
1276 static inline bool page_mapped(struct page *page)
1277 {
1278         if (likely(!PageCompound(page)))
1279                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
1280         return folio_large_is_mapped(page_folio(page));
1281 }
1282
1283 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
1284 {
1285         struct page *page = virt_to_page(x);
1286
1287         return compound_head(page);
1288 }
1289
1290 static inline struct folio *virt_to_folio(const void *x)
1291 {
1292         struct page *page = virt_to_page(x);
1293
1294         return page_folio(page);
1295 }
1296
1297 void __folio_put(struct folio *folio);
1298
1299 void put_pages_list(struct list_head *pages);
1300
1301 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
1302 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src);
1303
1304 unsigned long nr_free_buffer_pages(void);
1305
1306 void destroy_large_folio(struct folio *folio);
1307
1308 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
1309 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
1310 {
1311         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
1312 }
1313
1314 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
1315 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
1316 {
1317         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1318 }
1319
1320 /**
1321  * thp_order - Order of a transparent huge page.
1322  * @page: Head page of a transparent huge page.
1323  */
1324 static inline unsigned int thp_order(struct page *page)
1325 {
1326         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
1327         return compound_order(page);
1328 }
1329
1330 /**
1331  * thp_size - Size of a transparent huge page.
1332  * @page: Head page of a transparent huge page.
1333  *
1334  * Return: Number of bytes in this page.
1335  */
1336 static inline unsigned long thp_size(struct page *page)
1337 {
1338         return PAGE_SIZE << thp_order(page);
1339 }
1340
1341 #ifdef CONFIG_MMU
1342 /*
1343  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1344  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1345  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1346  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1347  */
1348 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1349 {
1350         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1351                 pte = pte_mkwrite(pte, vma);
1352         return pte;
1353 }
1354
1355 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1356 void set_pte_range(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
1357                 struct page *page, unsigned int nr, unsigned long addr);
1358
1359 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1360 #endif
1361
1362 /*
1363  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1364  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1365  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1366  * only one copy in memory, at most, normally.
1367  *
1368  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1369  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1370  *   freelist management in the buddy allocator.
1371  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1372  *
1373  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1374  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1375  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1376  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1377  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1378  *
1379  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1380  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1381  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1382  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1383  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1384  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1385  * subsequently been given references to it.
1386  *
1387  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1388  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1389  * The following discussion applies only to them.
1390  *
1391  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1392  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1393  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1394  * into the filesystem to release these pages.
1395  *
1396  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1397  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1398  * in units of PAGE_SIZE.
1399  *
1400  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1401  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1402  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1403  *
1404  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1405  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1406  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1407  *
1408  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1409  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1410  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1411  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1412  *
1413  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1414  * - inode pages may need to be read from disk,
1415  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1416  *   to be written back to the inode on disk,
1417  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1418  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1419  *   back into memory.
1420  */
1421
1422 #if defined(CONFIG_ZONE_DEVICE) && defined(CONFIG_FS_DAX)
1423 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1424
1425 bool __put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs);
1426 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1427 {
1428         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1429                 return false;
1430         if (!is_zone_device_page(page))
1431                 return false;
1432         return __put_devmap_managed_page_refs(page, refs);
1433 }
1434 #else /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1435 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1436 {
1437         return false;
1438 }
1439 #endif /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1440
1441 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
1442 {
1443         return put_devmap_managed_page_refs(page, 1);
1444 }
1445
1446 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1447 #define folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio) \
1448         ((unsigned int) folio_ref_count(folio) + 127u <= 127u)
1449
1450 /**
1451  * folio_get - Increment the reference count on a folio.
1452  * @folio: The folio.
1453  *
1454  * Context: May be called in any context, as long as you know that
1455  * you have a refcount on the folio.  If you do not already have one,
1456  * folio_try_get() may be the right interface for you to use.
1457  */
1458 static inline void folio_get(struct folio *folio)
1459 {
1460         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio), folio);
1461         folio_ref_inc(folio);
1462 }
1463
1464 static inline void get_page(struct page *page)
1465 {
1466         folio_get(page_folio(page));
1467 }
1468
1469 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1470 {
1471         page = compound_head(page);
1472         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1473                 return false;
1474         page_ref_inc(page);
1475         return true;
1476 }
1477
1478 /**
1479  * folio_put - Decrement the reference count on a folio.
1480  * @folio: The folio.
1481  *
1482  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1483  * released back to the page allocator and may be used by another
1484  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1485  * after calling folio_put() unless you can be sure that it wasn't the
1486  * last reference.
1487  *
1488  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1489  * context.  May be called while holding a spinlock.
1490  */
1491 static inline void folio_put(struct folio *folio)
1492 {
1493         if (folio_put_testzero(folio))
1494                 __folio_put(folio);
1495 }
1496
1497 /**
1498  * folio_put_refs - Reduce the reference count on a folio.
1499  * @folio: The folio.
1500  * @refs: The amount to subtract from the folio's reference count.
1501  *
1502  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1503  * released back to the page allocator and may be used by another
1504  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1505  * after calling folio_put_refs() unless you can be sure that these weren't
1506  * the last references.
1507  *
1508  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1509  * context.  May be called while holding a spinlock.
1510  */
1511 static inline void folio_put_refs(struct folio *folio, int refs)
1512 {
1513         if (folio_ref_sub_and_test(folio, refs))
1514                 __folio_put(folio);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * union release_pages_arg - an array of pages or folios
1519  *
1520  * release_pages() releases a simple array of multiple pages, and
1521  * accepts various different forms of said page array: either
1522  * a regular old boring array of pages, an array of folios, or
1523  * an array of encoded page pointers.
1524  *
1525  * The transparent union syntax for this kind of "any of these
1526  * argument types" is all kinds of ugly, so look away.
1527  */
1528 typedef union {
1529         struct page **pages;
1530         struct folio **folios;
1531         struct encoded_page **encoded_pages;
1532 } release_pages_arg __attribute__ ((__transparent_union__));
1533
1534 void release_pages(release_pages_arg, int nr);
1535
1536 /**
1537  * folios_put - Decrement the reference count on an array of folios.
1538  * @folios: The folios.
1539  * @nr: How many folios there are.
1540  *
1541  * Like folio_put(), but for an array of folios.  This is more efficient
1542  * than writing the loop yourself as it will optimise the locks which
1543  * need to be taken if the folios are freed.
1544  *
1545  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1546  * context.  May be called while holding a spinlock.
1547  */
1548 static inline void folios_put(struct folio **folios, unsigned int nr)
1549 {
1550         release_pages(folios, nr);
1551 }
1552
1553 static inline void put_page(struct page *page)
1554 {
1555         struct folio *folio = page_folio(page);
1556
1557         /*
1558          * For some devmap managed pages we need to catch refcount transition
1559          * from 2 to 1:
1560          */
1561         if (put_devmap_managed_page(&folio->page))
1562                 return;
1563         folio_put(folio);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1568  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1569  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1570  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1571  *
1572  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1573  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1574  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1575  *
1576  * Choice of value:
1577  *
1578  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1579  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1580  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1581  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1582  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1583  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1584  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1585  *
1586  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1587  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1588  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1589  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1590  * issue.
1591  *
1592  * Locking: the lockless algorithm described in folio_try_get_rcu()
1593  * provides safe operation for get_user_pages(), page_mkclean() and
1594  * other calls that race to set up page table entries.
1595  */
1596 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1597
1598 void unpin_user_page(struct page *page);
1599 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1600                                  bool make_dirty);
1601 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1602                                       bool make_dirty);
1603 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1604
1605 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1606 {
1607         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1608 }
1609
1610 #ifndef CONFIG_MMU
1611 static inline bool is_nommu_shared_mapping(vm_flags_t flags)
1612 {
1613         /*
1614          * NOMMU shared mappings are ordinary MAP_SHARED mappings and selected
1615          * R/O MAP_PRIVATE file mappings that are an effective R/O overlay of
1616          * a file mapping. R/O MAP_PRIVATE mappings might still modify
1617          * underlying memory if ptrace is active, so this is only possible if
1618          * ptrace does not apply. Note that there is no mprotect() to upgrade
1619          * write permissions later.
1620          */
1621         return flags & (VM_MAYSHARE | VM_MAYOVERLAY);
1622 }
1623 #endif
1624
1625 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1626 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1627 #endif
1628
1629 /*
1630  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1631  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1632  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1633  * node id available in page flags.
1634  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1635  * pages in a zone.
1636  */
1637 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1638 {
1639         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1640 }
1641
1642 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1643 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1644 #else
1645 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1646 {
1647         struct page *p = (struct page *)page;
1648
1649         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1650 }
1651 #endif
1652
1653 static inline int folio_nid(const struct folio *folio)
1654 {
1655         return page_to_nid(&folio->page);
1656 }
1657
1658 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1659 /* page access time bits needs to hold at least 4 seconds */
1660 #define PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS       12
1661 #if LAST_CPUPID_SHIFT < PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS
1662 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS                                \
1663         (PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS - LAST_CPUPID_SHIFT)
1664 #else
1665 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS        0
1666 #endif
1667
1668 #define PAGE_ACCESS_TIME_MASK                           \
1669         (LAST_CPUPID_MASK << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS)
1670
1671 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1672 {
1673         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1674 }
1675
1676 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1677 {
1678         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1679 }
1680
1681 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1682 {
1683         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1684 }
1685
1686 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1687 {
1688         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1689 }
1690
1691 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1692 {
1693         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1694 }
1695
1696 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1697 {
1698         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1699 }
1700
1701 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1702 {
1703         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1704 }
1705
1706 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1707 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1708 static inline int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid)
1709 {
1710         return xchg(&folio->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1711 }
1712
1713 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1714 {
1715         return folio->_last_cpupid;
1716 }
1717 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1718 {
1719         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1720 }
1721 #else
1722 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1723 {
1724         return (folio->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1725 }
1726
1727 int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid);
1728
1729 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1730 {
1731         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1732 }
1733 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1734
1735 static inline int folio_xchg_access_time(struct folio *folio, int time)
1736 {
1737         int last_time;
1738
1739         last_time = folio_xchg_last_cpupid(folio,
1740                                            time >> PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS);
1741         return last_time << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS;
1742 }
1743
1744 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1745 {
1746         unsigned int pid_bit;
1747
1748         pid_bit = hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG));
1749         if (vma->numab_state && !test_bit(pid_bit, &vma->numab_state->pids_active[1])) {
1750                 __set_bit(pid_bit, &vma->numab_state->pids_active[1]);
1751         }
1752 }
1753 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1754 static inline int folio_xchg_last_cpupid(struct folio *folio, int cpupid)
1755 {
1756         return folio_nid(folio); /* XXX */
1757 }
1758
1759 static inline int folio_xchg_access_time(struct folio *folio, int time)
1760 {
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 static inline int folio_last_cpupid(struct folio *folio)
1765 {
1766         return folio_nid(folio); /* XXX */
1767 }
1768
1769 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1770 {
1771         return -1;
1772 }
1773
1774 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1775 {
1776         return -1;
1777 }
1778
1779 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1780 {
1781         return -1;
1782 }
1783
1784 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1785 {
1786         return -1;
1787 }
1788
1789 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1790 {
1791         return true;
1792 }
1793
1794 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1795 {
1796 }
1797
1798 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1799 {
1800         return false;
1801 }
1802
1803 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1804 {
1805 }
1806 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1807
1808 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1809
1810 /*
1811  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1812  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1813  * value 0x00 maps to 0xff.
1814  */
1815
1816 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1817 {
1818         u8 tag = KASAN_TAG_KERNEL;
1819
1820         if (kasan_enabled()) {
1821                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1822                 tag ^= 0xff;
1823         }
1824
1825         return tag;
1826 }
1827
1828 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1829 {
1830         unsigned long old_flags, flags;
1831
1832         if (!kasan_enabled())
1833                 return;
1834
1835         tag ^= 0xff;
1836         old_flags = READ_ONCE(page->flags);
1837         do {
1838                 flags = old_flags;
1839                 flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1840                 flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1841         } while (unlikely(!try_cmpxchg(&page->flags, &old_flags, flags)));
1842 }
1843
1844 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1845 {
1846         if (kasan_enabled())
1847                 page_kasan_tag_set(page, KASAN_TAG_KERNEL);
1848 }
1849
1850 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1851
1852 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1853 {
1854         return 0xff;
1855 }
1856
1857 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1858 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1859
1860 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1861
1862 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1863 {
1864         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1865 }
1866
1867 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1868 {
1869         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1870 }
1871
1872 static inline struct zone *folio_zone(const struct folio *folio)
1873 {
1874         return page_zone(&folio->page);
1875 }
1876
1877 static inline pg_data_t *folio_pgdat(const struct folio *folio)
1878 {
1879         return page_pgdat(&folio->page);
1880 }
1881
1882 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1883 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1884 {
1885         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1886         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1887 }
1888
1889 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1890 {
1891         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1892 }
1893 #endif
1894
1895 /**
1896  * folio_pfn - Return the Page Frame Number of a folio.
1897  * @folio: The folio.
1898  *
1899  * A folio may contain multiple pages.  The pages have consecutive
1900  * Page Frame Numbers.
1901  *
1902  * Return: The Page Frame Number of the first page in the folio.
1903  */
1904 static inline unsigned long folio_pfn(struct folio *folio)
1905 {
1906         return page_to_pfn(&folio->page);
1907 }
1908
1909 static inline struct folio *pfn_folio(unsigned long pfn)
1910 {
1911         return page_folio(pfn_to_page(pfn));
1912 }
1913
1914 /**
1915  * folio_maybe_dma_pinned - Report if a folio may be pinned for DMA.
1916  * @folio: The folio.
1917  *
1918  * This function checks if a folio has been pinned via a call to
1919  * a function in the pin_user_pages() family.
1920  *
1921  * For small folios, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1922  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1923  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1924  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal folio references".
1925  *
1926  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a folio to
1927  * get that many refcounts, and b) all the callers of this routine are
1928  * expected to be able to deal gracefully with a false positive.
1929  *
1930  * For large folios, the result will be exactly correct. That's because
1931  * we have more tracking data available: the _pincount field is used
1932  * instead of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS scheme.
1933  *
1934  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1935  *
1936  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1937  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1938  */
1939 static inline bool folio_maybe_dma_pinned(struct folio *folio)
1940 {
1941         if (folio_test_large(folio))
1942                 return atomic_read(&folio->_pincount) > 0;
1943
1944         /*
1945          * folio_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1946          * folio_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1947          * further incrementing the refcount.
1948          *
1949          * Here, for that overflow case, use the sign bit to count a little
1950          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1951          */
1952         return ((unsigned int)folio_ref_count(folio)) >=
1953                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1954 }
1955
1956 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1957 {
1958         return folio_maybe_dma_pinned(page_folio(page));
1959 }
1960
1961 /*
1962  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1963  * should break the cow immediately for an anon page on the src mm.
1964  *
1965  * The caller has to hold the PT lock and the vma->vm_mm->->write_protect_seq.
1966  */
1967 static inline bool folio_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1968                                           struct folio *folio)
1969 {
1970         VM_BUG_ON(!(raw_read_seqcount(&vma->vm_mm->write_protect_seq) & 1));
1971
1972         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1973                 return false;
1974
1975         return folio_maybe_dma_pinned(folio);
1976 }
1977
1978 /**
1979  * is_zero_page - Query if a page is a zero page
1980  * @page: The page to query
1981  *
1982  * This returns true if @page is one of the permanent zero pages.
1983  */
1984 static inline bool is_zero_page(const struct page *page)
1985 {
1986         return is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1987 }
1988
1989 /**
1990  * is_zero_folio - Query if a folio is a zero page
1991  * @folio: The folio to query
1992  *
1993  * This returns true if @folio is one of the permanent zero pages.
1994  */
1995 static inline bool is_zero_folio(const struct folio *folio)
1996 {
1997         return is_zero_page(&folio->page);
1998 }
1999
2000 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin folios */
2001 #ifdef CONFIG_MIGRATION
2002 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
2003 {
2004 #ifdef CONFIG_CMA
2005         int mt = folio_migratetype(folio);
2006
2007         if (mt == MIGRATE_CMA || mt == MIGRATE_ISOLATE)
2008                 return false;
2009 #endif
2010         /* The zero page can be "pinned" but gets special handling. */
2011         if (is_zero_folio(folio))
2012                 return true;
2013
2014         /* Coherent device memory must always allow eviction. */
2015         if (folio_is_device_coherent(folio))
2016                 return false;
2017
2018         /* Otherwise, non-movable zone folios can be pinned. */
2019         return !folio_is_zone_movable(folio);
2020
2021 }
2022 #else
2023 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
2024 {
2025         return true;
2026 }
2027 #endif
2028
2029 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
2030 {
2031         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
2032         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
2033 }
2034
2035 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
2036 {
2037         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
2038         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
2039 }
2040
2041 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
2042         unsigned long node, unsigned long pfn)
2043 {
2044         set_page_zone(page, zone);
2045         set_page_node(page, node);
2046 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
2047         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
2048 #endif
2049 }
2050
2051 /**
2052  * folio_nr_pages - The number of pages in the folio.
2053  * @folio: The folio.
2054  *
2055  * Return: A positive power of two.
2056  */
2057 static inline long folio_nr_pages(struct folio *folio)
2058 {
2059         if (!folio_test_large(folio))
2060                 return 1;
2061 #ifdef CONFIG_64BIT
2062         return folio->_folio_nr_pages;
2063 #else
2064         return 1L << (folio->_flags_1 & 0xff);
2065 #endif
2066 }
2067
2068 /*
2069  * compound_nr() returns the number of pages in this potentially compound
2070  * page.  compound_nr() can be called on a tail page, and is defined to
2071  * return 1 in that case.
2072  */
2073 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
2074 {
2075         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2076
2077         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
2078                 return 1;
2079 #ifdef CONFIG_64BIT
2080         return folio->_folio_nr_pages;
2081 #else
2082         return 1L << (folio->_flags_1 & 0xff);
2083 #endif
2084 }
2085
2086 /**
2087  * thp_nr_pages - The number of regular pages in this huge page.
2088  * @page: The head page of a huge page.
2089  */
2090 static inline int thp_nr_pages(struct page *page)
2091 {
2092         return folio_nr_pages((struct folio *)page);
2093 }
2094
2095 /**
2096  * folio_next - Move to the next physical folio.
2097  * @folio: The folio we're currently operating on.
2098  *
2099  * If you have physically contiguous memory which may span more than
2100  * one folio (eg a &struct bio_vec), use this function to move from one
2101  * folio to the next.  Do not use it if the memory is only virtually
2102  * contiguous as the folios are almost certainly not adjacent to each
2103  * other.  This is the folio equivalent to writing ``page++``.
2104  *
2105  * Context: We assume that the folios are refcounted and/or locked at a
2106  * higher level and do not adjust the reference counts.
2107  * Return: The next struct folio.
2108  */
2109 static inline struct folio *folio_next(struct folio *folio)
2110 {
2111         return (struct folio *)folio_page(folio, folio_nr_pages(folio));
2112 }
2113
2114 /**
2115  * folio_shift - The size of the memory described by this folio.
2116  * @folio: The folio.
2117  *
2118  * A folio represents a number of bytes which is a power-of-two in size.
2119  * This function tells you which power-of-two the folio is.  See also
2120  * folio_size() and folio_order().
2121  *
2122  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2123  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2124  * Return: The base-2 logarithm of the size of this folio.
2125  */
2126 static inline unsigned int folio_shift(struct folio *folio)
2127 {
2128         return PAGE_SHIFT + folio_order(folio);
2129 }
2130
2131 /**
2132  * folio_size - The number of bytes in a folio.
2133  * @folio: The folio.
2134  *
2135  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2136  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2137  * Return: The number of bytes in this folio.
2138  */
2139 static inline size_t folio_size(struct folio *folio)
2140 {
2141         return PAGE_SIZE << folio_order(folio);
2142 }
2143
2144 /**
2145  * folio_estimated_sharers - Estimate the number of sharers of a folio.
2146  * @folio: The folio.
2147  *
2148  * folio_estimated_sharers() aims to serve as a function to efficiently
2149  * estimate the number of processes sharing a folio. This is done by
2150  * looking at the precise mapcount of the first subpage in the folio, and
2151  * assuming the other subpages are the same. This may not be true for large
2152  * folios. If you want exact mapcounts for exact calculations, look at
2153  * page_mapcount() or folio_total_mapcount().
2154  *
2155  * Return: The estimated number of processes sharing a folio.
2156  */
2157 static inline int folio_estimated_sharers(struct folio *folio)
2158 {
2159         return page_mapcount(folio_page(folio, 0));
2160 }
2161
2162 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_PAGE_ACCESSIBLE
2163 static inline int arch_make_page_accessible(struct page *page)
2164 {
2165         return 0;
2166 }
2167 #endif
2168
2169 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_FOLIO_ACCESSIBLE
2170 static inline int arch_make_folio_accessible(struct folio *folio)
2171 {
2172         int ret;
2173         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
2174
2175         for (i = 0; i < nr; i++) {
2176                 ret = arch_make_page_accessible(folio_page(folio, i));
2177                 if (ret)
2178                         break;
2179         }
2180
2181         return ret;
2182 }
2183 #endif
2184
2185 /*
2186  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
2187  */
2188 #include <linux/vmstat.h>
2189
2190 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
2191 {
2192         return page_to_virt(page);
2193 }
2194
2195 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2196 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
2197 #endif
2198
2199 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2200 static inline void *page_address(const struct page *page)
2201 {
2202         return page->virtual;
2203 }
2204 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
2205 {
2206         page->virtual = address;
2207 }
2208 #define page_address_init()  do { } while(0)
2209 #endif
2210
2211 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
2212 void *page_address(const struct page *page);
2213 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
2214 void page_address_init(void);
2215 #endif
2216
2217 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2218 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
2219 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
2220 #define page_address_init()  do { } while(0)
2221 #endif
2222
2223 static inline void *folio_address(const struct folio *folio)
2224 {
2225         return page_address(&folio->page);
2226 }
2227
2228 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
2229
2230 /*
2231  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
2232  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
2233  */
2234 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
2235 {
2236         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
2237                 return __page_file_index(page);
2238         return page->index;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Return true only if the page has been allocated with
2243  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2244  * met implying that the system is under some pressure.
2245  */
2246 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
2247 {
2248         /*
2249          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2250          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2251          * they do not need to preserve that information.
2252          */
2253         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Return true only if the folio has been allocated with
2258  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2259  * met implying that the system is under some pressure.
2260  */
2261 static inline bool folio_is_pfmemalloc(const struct folio *folio)
2262 {
2263         /*
2264          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2265          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2266          * they do not need to preserve that information.
2267          */
2268         return (uintptr_t)folio->lru.next & BIT(1);
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
2273  * page.
2274  */
2275 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
2276 {
2277         page->lru.next = (void *)BIT(1);
2278 }
2279
2280 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
2281 {
2282         page->lru.next = NULL;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
2287  */
2288 extern void pagefault_out_of_memory(void);
2289
2290 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
2291 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
2292 #define offset_in_folio(folio, p) ((unsigned long)(p) & (folio_size(folio) - 1))
2293
2294 /*
2295  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
2296  */
2297 struct zap_details {
2298         struct folio *single_folio;     /* Locked folio to be unmapped */
2299         bool even_cows;                 /* Zap COWed private pages too? */
2300         zap_flags_t zap_flags;          /* Extra flags for zapping */
2301 };
2302
2303 /*
2304  * Whether to drop the pte markers, for example, the uffd-wp information for
2305  * file-backed memory.  This should only be specified when we will completely
2306  * drop the page in the mm, either by truncation or unmapping of the vma.  By
2307  * default, the flag is not set.
2308  */
2309 #define  ZAP_FLAG_DROP_MARKER        ((__force zap_flags_t) BIT(0))
2310 /* Set in unmap_vmas() to indicate a final unmap call.  Only used by hugetlb */
2311 #define  ZAP_FLAG_UNMAP              ((__force zap_flags_t) BIT(1))
2312
2313 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
2314 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t);
2315 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t);
2316 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t);
2317 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t);
2318 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2319 {
2320         return t->mm_cid;
2321 }
2322 #else
2323 static inline void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t) { }
2324 static inline void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t) { }
2325 static inline void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t) { }
2326 static inline void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t) { }
2327 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2328 {
2329         /*
2330          * Use the processor id as a fall-back when the mm cid feature is
2331          * disabled. This provides functional per-cpu data structure accesses
2332          * in user-space, althrough it won't provide the memory usage benefits.
2333          */
2334         return raw_smp_processor_id();
2335 }
2336 #endif
2337
2338 #ifdef CONFIG_MMU
2339 extern bool can_do_mlock(void);
2340 #else
2341 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
2342 #endif
2343 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
2344 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
2345
2346 struct folio *vm_normal_folio(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2347                              pte_t pte);
2348 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2349                              pte_t pte);
2350 struct folio *vm_normal_folio_pmd(struct vm_area_struct *vma,
2351                                   unsigned long addr, pmd_t pmd);
2352 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2353                                 pmd_t pmd);
2354
2355 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2356                   unsigned long size);
2357 void zap_page_range_single(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2358                            unsigned long size, struct zap_details *details);
2359 static inline void zap_vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2360 {
2361         zap_page_range_single(vma, vma->vm_start,
2362                               vma->vm_end - vma->vm_start, NULL);
2363 }
2364 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct ma_state *mas,
2365                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start,
2366                 unsigned long end, unsigned long tree_end, bool mm_wr_locked);
2367
2368 struct mmu_notifier_range;
2369
2370 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
2371                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
2372 int
2373 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
2374 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2375                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
2376 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2377         unsigned long *pfn);
2378 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2379                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
2380 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2381                         void *buf, int len, int write);
2382
2383 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
2384 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
2385 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
2386 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
2387 int generic_error_remove_folio(struct address_space *mapping,
2388                 struct folio *folio);
2389
2390 struct vm_area_struct *lock_mm_and_find_vma(struct mm_struct *mm,
2391                 unsigned long address, struct pt_regs *regs);
2392
2393 #ifdef CONFIG_MMU
2394 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2395                                   unsigned long address, unsigned int flags,
2396                                   struct pt_regs *regs);
2397 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
2398                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
2399                             bool *unlocked);
2400 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2401                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
2402 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2403                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
2404 #else
2405 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2406                                          unsigned long address, unsigned int flags,
2407                                          struct pt_regs *regs)
2408 {
2409         /* should never happen if there's no MMU */
2410         BUG();
2411         return VM_FAULT_SIGBUS;
2412 }
2413 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2414                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
2415 {
2416         /* should never happen if there's no MMU */
2417         BUG();
2418         return -EFAULT;
2419 }
2420 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2421                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
2422 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2423                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
2424 #endif
2425
2426 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2427                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
2428 {
2429         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
2430 }
2431
2432 static inline struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm,
2433                                                 unsigned long addr);
2434
2435 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
2436                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2437 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2438                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2439
2440 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2441                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2442                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2443                            int *locked);
2444 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2445                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2446                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2447                            int *locked);
2448
2449 /*
2450  * Retrieves a single page alongside its VMA. Does not support FOLL_NOWAIT.
2451  */
2452 static inline struct page *get_user_page_vma_remote(struct mm_struct *mm,
2453                                                     unsigned long addr,
2454                                                     int gup_flags,
2455                                                     struct vm_area_struct **vmap)
2456 {
2457         struct page *page;
2458         struct vm_area_struct *vma;
2459         int got;
2460
2461         if (WARN_ON_ONCE(unlikely(gup_flags & FOLL_NOWAIT)))
2462                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2463
2464         got = get_user_pages_remote(mm, addr, 1, gup_flags, &page, NULL);
2465
2466         if (got < 0)
2467                 return ERR_PTR(got);
2468
2469         vma = vma_lookup(mm, addr);
2470         if (WARN_ON_ONCE(!vma)) {
2471                 put_page(page);
2472                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2473         }
2474
2475         *vmap = vma;
2476         return page;
2477 }
2478
2479 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2480                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2481 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2482                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2483 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2484                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2485 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2486                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2487
2488 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2489                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2490 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2491                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2492 void folio_add_pin(struct folio *folio);
2493
2494 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
2495 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
2496                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
2497
2498 struct kvec;
2499 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
2500
2501 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio);
2502 bool set_page_dirty(struct page *page);
2503 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
2504
2505 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
2506
2507 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
2508                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
2509                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
2510                 bool need_rmap_locks, bool for_stack);
2511
2512 /*
2513  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
2514  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
2515  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
2516  * time.
2517  */
2518 /*
2519  * Whether we should manually check if we can map individual PTEs writable,
2520  * because something (e.g., COW, uffd-wp) blocks that from happening for all
2521  * PTEs automatically in a writable mapping.
2522  */
2523 #define  MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE         (1UL << 0)
2524 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
2525 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
2526 /* Whether this change is for write protecting */
2527 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
2528 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
2529 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
2530                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
2531
2532 bool vma_needs_dirty_tracking(struct vm_area_struct *vma);
2533 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2534 static inline bool vma_wants_manual_pte_write_upgrade(struct vm_area_struct *vma)
2535 {
2536         /*
2537          * We want to check manually if we can change individual PTEs writable
2538          * if we can't do that automatically for all PTEs in a mapping. For
2539          * private mappings, that's always the case when we have write
2540          * permissions as we properly have to handle COW.
2541          */
2542         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
2543                 return vma_wants_writenotify(vma, vma->vm_page_prot);
2544         return !!(vma->vm_flags & VM_WRITE);
2545
2546 }
2547 bool can_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2548                              pte_t pte);
2549 extern long change_protection(struct mmu_gather *tlb,
2550                               struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2551                               unsigned long end, unsigned long cp_flags);
2552 extern int mprotect_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct mmu_gather *tlb,
2553           struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **pprev,
2554           unsigned long start, unsigned long end, unsigned long newflags);
2555
2556 /*
2557  * doesn't attempt to fault and will return short.
2558  */
2559 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2560                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2561
2562 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
2563                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
2564 {
2565         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
2566 }
2567 /*
2568  * per-process(per-mm_struct) statistics.
2569  */
2570 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2571 {
2572         return percpu_counter_read_positive(&mm->rss_stat[member]);
2573 }
2574
2575 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member);
2576
2577 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
2578 {
2579         percpu_counter_add(&mm->rss_stat[member], value);
2580
2581         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2582 }
2583
2584 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2585 {
2586         percpu_counter_inc(&mm->rss_stat[member]);
2587
2588         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2589 }
2590
2591 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2592 {
2593         percpu_counter_dec(&mm->rss_stat[member]);
2594
2595         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2596 }
2597
2598 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
2599 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
2600 {
2601         if (PageSwapBacked(page))
2602                 return MM_SHMEMPAGES;
2603         return MM_FILEPAGES;
2604 }
2605
2606 static inline int mm_counter(struct page *page)
2607 {
2608         if (PageAnon(page))
2609                 return MM_ANONPAGES;
2610         return mm_counter_file(page);
2611 }
2612
2613 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2614 {
2615         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
2616                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
2617                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
2618 }
2619
2620 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2621 {
2622         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
2623 }
2624
2625 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2626 {
2627         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
2628 }
2629
2630 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2631 {
2632         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
2633
2634         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
2635                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
2636 }
2637
2638 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2639 {
2640         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2641                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2642 }
2643
2644 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2645 {
2646         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2647 }
2648
2649 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2650                                          struct mm_struct *mm)
2651 {
2652         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2653
2654         if (*maxrss < hiwater_rss)
2655                 *maxrss = hiwater_rss;
2656 }
2657
2658 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2659 static inline int pte_special(pte_t pte)
2660 {
2661         return 0;
2662 }
2663
2664 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2665 {
2666         return pte;
2667 }
2668 #endif
2669
2670 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2671 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2672 {
2673         return 0;
2674 }
2675 #endif
2676
2677 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2678                                spinlock_t **ptl);
2679 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2680                                     spinlock_t **ptl)
2681 {
2682         pte_t *ptep;
2683         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2684         return ptep;
2685 }
2686
2687 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2688 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2689                                                 unsigned long address)
2690 {
2691         return 0;
2692 }
2693 #else
2694 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2695 #endif
2696
2697 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2698 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2699                                                 unsigned long address)
2700 {
2701         return 0;
2702 }
2703 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2704 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2705
2706 #else
2707 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2708
2709 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2710 {
2711         if (mm_pud_folded(mm))
2712                 return;
2713         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2714 }
2715
2716 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2717 {
2718         if (mm_pud_folded(mm))
2719                 return;
2720         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2721 }
2722 #endif
2723
2724 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2725 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2726                                                 unsigned long address)
2727 {
2728         return 0;
2729 }
2730
2731 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2732 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2733
2734 #else
2735 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2736
2737 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2738 {
2739         if (mm_pmd_folded(mm))
2740                 return;
2741         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2742 }
2743
2744 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2745 {
2746         if (mm_pmd_folded(mm))
2747                 return;
2748         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2749 }
2750 #endif
2751
2752 #ifdef CONFIG_MMU
2753 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2754 {
2755         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2756 }
2757
2758 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2759 {
2760         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2761 }
2762
2763 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2764 {
2765         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2766 }
2767
2768 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2769 {
2770         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2771 }
2772 #else
2773
2774 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2775 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2776 {
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2781 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2782 #endif
2783
2784 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2785 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2786
2787 #if defined(CONFIG_MMU)
2788
2789 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2790                 unsigned long address)
2791 {
2792         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2793                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2794 }
2795
2796 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2797                 unsigned long address)
2798 {
2799         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2800                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2801 }
2802
2803 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2804 {
2805         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2806                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2807 }
2808 #endif /* CONFIG_MMU */
2809
2810 static inline struct ptdesc *virt_to_ptdesc(const void *x)
2811 {
2812         return page_ptdesc(virt_to_page(x));
2813 }
2814
2815 static inline void *ptdesc_to_virt(const struct ptdesc *pt)
2816 {
2817         return page_to_virt(ptdesc_page(pt));
2818 }
2819
2820 static inline void *ptdesc_address(const struct ptdesc *pt)
2821 {
2822         return folio_address(ptdesc_folio(pt));
2823 }
2824
2825 static inline bool pagetable_is_reserved(struct ptdesc *pt)
2826 {
2827         return folio_test_reserved(ptdesc_folio(pt));
2828 }
2829
2830 /**
2831  * pagetable_alloc - Allocate pagetables
2832  * @gfp:    GFP flags
2833  * @order:  desired pagetable order
2834  *
2835  * pagetable_alloc allocates memory for page tables as well as a page table
2836  * descriptor to describe that memory.
2837  *
2838  * Return: The ptdesc describing the allocated page tables.
2839  */
2840 static inline struct ptdesc *pagetable_alloc(gfp_t gfp, unsigned int order)
2841 {
2842         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2843
2844         return page_ptdesc(page);
2845 }
2846
2847 /**
2848  * pagetable_free - Free pagetables
2849  * @pt: The page table descriptor
2850  *
2851  * pagetable_free frees the memory of all page tables described by a page
2852  * table descriptor and the memory for the descriptor itself.
2853  */
2854 static inline void pagetable_free(struct ptdesc *pt)
2855 {
2856         struct page *page = ptdesc_page(pt);
2857
2858         __free_pages(page, compound_order(page));
2859 }
2860
2861 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2862 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2863 void __init ptlock_cache_init(void);
2864 bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc);
2865 void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc);
2866
2867 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2868 {
2869         return ptdesc->ptl;
2870 }
2871 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2872 static inline void ptlock_cache_init(void)
2873 {
2874 }
2875
2876 static inline bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc)
2877 {
2878         return true;
2879 }
2880
2881 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
2882 {
2883 }
2884
2885 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2886 {
2887         return &ptdesc->ptl;
2888 }
2889 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2890
2891 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2892 {
2893         return ptlock_ptr(page_ptdesc(pmd_page(*pmd)));
2894 }
2895
2896 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
2897 {
2898         /*
2899          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2900          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2901          *
2902          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2903          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2904          */
2905         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&ptdesc->ptl, ptdesc_page(ptdesc));
2906         if (!ptlock_alloc(ptdesc))
2907                 return false;
2908         spin_lock_init(ptlock_ptr(ptdesc));
2909         return true;
2910 }
2911
2912 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2913 /*
2914  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2915  */
2916 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2917 {
2918         return &mm->page_table_lock;
2919 }
2920 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2921 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
2922 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
2923 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2924
2925 static inline bool pagetable_pte_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
2926 {
2927         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2928
2929         if (!ptlock_init(ptdesc))
2930                 return false;
2931         __folio_set_pgtable(folio);
2932         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2933         return true;
2934 }
2935
2936 static inline void pagetable_pte_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
2937 {
2938         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2939
2940         ptlock_free(ptdesc);
2941         __folio_clear_pgtable(folio);
2942         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2943 }
2944
2945 pte_t *__pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr, pmd_t *pmdvalp);
2946 static inline pte_t *pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
2947 {
2948         return __pte_offset_map(pmd, addr, NULL);
2949 }
2950
2951 pte_t *__pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2952                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2953 static inline pte_t *pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2954                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp)
2955 {
2956         pte_t *pte;
2957
2958         __cond_lock(*ptlp, pte = __pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, ptlp));
2959         return pte;
2960 }
2961
2962 pte_t *pte_offset_map_nolock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2963                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2964
2965 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2966         spin_unlock(ptl);                               \
2967         pte_unmap(pte);                                 \
2968 } while (0)
2969
2970 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2971
2972 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2973         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2974
2975 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2976         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2977                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2978
2979 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2980         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2981                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2982
2983 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2984
2985 static inline struct page *pmd_pgtable_page(pmd_t *pmd)
2986 {
2987         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2988         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2989 }
2990
2991 static inline struct ptdesc *pmd_ptdesc(pmd_t *pmd)
2992 {
2993         return page_ptdesc(pmd_pgtable_page(pmd));
2994 }
2995
2996 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2997 {
2998         return ptlock_ptr(pmd_ptdesc(pmd));
2999 }
3000
3001 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
3002 {
3003 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3004         ptdesc->pmd_huge_pte = NULL;
3005 #endif
3006         return ptlock_init(ptdesc);
3007 }
3008
3009 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
3010 {
3011 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3012         VM_BUG_ON_PAGE(ptdesc->pmd_huge_pte, ptdesc_page(ptdesc));
3013 #endif
3014         ptlock_free(ptdesc);
3015 }
3016
3017 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_ptdesc(pmd)->pmd_huge_pte)
3018
3019 #else
3020
3021 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
3022 {
3023         return &mm->page_table_lock;
3024 }
3025
3026 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
3027 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
3028
3029 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
3030
3031 #endif
3032
3033 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
3034 {
3035         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
3036         spin_lock(ptl);
3037         return ptl;
3038 }
3039
3040 static inline bool pagetable_pmd_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
3041 {
3042         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3043
3044         if (!pmd_ptlock_init(ptdesc))
3045                 return false;
3046         __folio_set_pgtable(folio);
3047         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3048         return true;
3049 }
3050
3051 static inline void pagetable_pmd_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
3052 {
3053         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3054
3055         pmd_ptlock_free(ptdesc);
3056         __folio_clear_pgtable(folio);
3057         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3058 }
3059
3060 /*
3061  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
3062  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
3063  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
3064  * which need to be converted from page_table_lock.
3065  */
3066 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3067 {
3068         return &mm->page_table_lock;
3069 }
3070
3071 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3072 {
3073         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
3074
3075         spin_lock(ptl);
3076         return ptl;
3077 }
3078
3079 static inline void pagetable_pud_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
3080 {
3081         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3082
3083         __folio_set_pgtable(folio);
3084         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3085 }
3086
3087 static inline void pagetable_pud_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
3088 {
3089         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3090
3091         __folio_clear_pgtable(folio);
3092         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3093 }
3094
3095 extern void __init pagecache_init(void);
3096 extern void free_initmem(void);
3097
3098 /*
3099  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
3100  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
3101  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
3102  * Return pages freed into the buddy system.
3103  */
3104 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
3105                                         int poison, const char *s);
3106
3107 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
3108
3109 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
3110                                    phys_addr_t end, int nid);
3111
3112 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
3113 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
3114 {
3115         ClearPageReserved(page);
3116         init_page_count(page);
3117         __free_page(page);
3118         adjust_managed_page_count(page, 1);
3119 }
3120 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
3121
3122 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
3123 {
3124         SetPageReserved(page);
3125         adjust_managed_page_count(page, -1);
3126 }
3127
3128 static inline void free_reserved_ptdesc(struct ptdesc *pt)
3129 {
3130         free_reserved_page(ptdesc_page(pt));
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
3135  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
3136  * range [0, UCHAR_MAX].
3137  * Return pages freed into the buddy system.
3138  */
3139 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
3140 {
3141         extern char __init_begin[], __init_end[];
3142
3143         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
3144                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
3145 }
3146
3147 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
3148 {
3149         int nid;
3150         unsigned long phys_pages = 0;
3151
3152         for_each_online_node(nid)
3153                 phys_pages += node_present_pages(nid);
3154
3155         return phys_pages;
3156 }
3157
3158 /*
3159  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
3160  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
3161  * architecture independent manner.
3162  *
3163  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
3164  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
3165  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
3166  * usage, an architecture is expected to do something like
3167  *
3168  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
3169  *                                                       max_highmem_pfn};
3170  * for_each_valid_physical_page_range()
3171  *      memblock_add_node(base, size, nid, MEMBLOCK_NONE)
3172  * free_area_init(max_zone_pfns);
3173  */
3174 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
3175 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
3176 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
3177                                                 unsigned long end_pfn);
3178 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3179                                                 unsigned long end_pfn);
3180 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3181                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
3182
3183 #ifndef CONFIG_NUMA
3184 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3185 {
3186         return 0;
3187 }
3188 #else
3189 /* please see mm/page_alloc.c */
3190 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
3191 #endif
3192
3193 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
3194 extern void mem_init(void);
3195 extern void __init mmap_init(void);
3196
3197 extern void __show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask, int max_zone_idx);
3198 static inline void show_mem(void)
3199 {
3200         __show_mem(0, NULL, MAX_NR_ZONES - 1);
3201 }
3202 extern long si_mem_available(void);
3203 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
3204 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
3205 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
3206 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
3207 #endif
3208
3209 extern __printf(3, 4)
3210 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
3211
3212 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
3213
3214 /* nommu.c */
3215 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
3216 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
3217
3218 /* interval_tree.c */
3219 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
3220                               struct rb_root_cached *root);
3221 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
3222                                     struct vm_area_struct *prev,
3223                                     struct rb_root_cached *root);
3224 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
3225                               struct rb_root_cached *root);
3226 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3227                                 unsigned long start, unsigned long last);
3228 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
3229                                 unsigned long start, unsigned long last);
3230
3231 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
3232         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
3233              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
3234
3235 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
3236                                    struct rb_root_cached *root);
3237 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
3238                                    struct rb_root_cached *root);
3239 struct anon_vma_chain *
3240 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3241                                   unsigned long start, unsigned long last);
3242 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
3243         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
3244 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
3245 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
3246 #endif
3247
3248 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
3249         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
3250              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
3251
3252 /* mmap.c */
3253 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
3254 extern int vma_expand(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3255                       unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff,
3256                       struct vm_area_struct *next);
3257 extern int vma_shrink(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3258                        unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff);
3259 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
3260 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
3261 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
3262 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
3263         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
3264         bool *need_rmap_locks);
3265 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
3266 struct vm_area_struct *vma_modify(struct vma_iterator *vmi,
3267                                   struct vm_area_struct *prev,
3268                                   struct vm_area_struct *vma,
3269                                   unsigned long start, unsigned long end,
3270                                   unsigned long vm_flags,
3271                                   struct mempolicy *policy,
3272                                   struct vm_userfaultfd_ctx uffd_ctx,
3273                                   struct anon_vma_name *anon_name);
3274
3275 /* We are about to modify the VMA's flags. */
3276 static inline struct vm_area_struct
3277 *vma_modify_flags(struct vma_iterator *vmi,
3278                   struct vm_area_struct *prev,
3279                   struct vm_area_struct *vma,
3280                   unsigned long start, unsigned long end,
3281                   unsigned long new_flags)
3282 {
3283         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3284                           vma_policy(vma), vma->vm_userfaultfd_ctx,
3285                           anon_vma_name(vma));
3286 }
3287
3288 /* We are about to modify the VMA's flags and/or anon_name. */
3289 static inline struct vm_area_struct
3290 *vma_modify_flags_name(struct vma_iterator *vmi,
3291                        struct vm_area_struct *prev,
3292                        struct vm_area_struct *vma,
3293                        unsigned long start,
3294                        unsigned long end,
3295                        unsigned long new_flags,
3296                        struct anon_vma_name *new_name)
3297 {
3298         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3299                           vma_policy(vma), vma->vm_userfaultfd_ctx, new_name);
3300 }
3301
3302 /* We are about to modify the VMA's memory policy. */
3303 static inline struct vm_area_struct
3304 *vma_modify_policy(struct vma_iterator *vmi,
3305                    struct vm_area_struct *prev,
3306                    struct vm_area_struct *vma,
3307                    unsigned long start, unsigned long end,
3308                    struct mempolicy *new_pol)
3309 {
3310         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, vma->vm_flags,
3311                           new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx, anon_vma_name(vma));
3312 }
3313
3314 /* We are about to modify the VMA's flags and/or uffd context. */
3315 static inline struct vm_area_struct
3316 *vma_modify_flags_uffd(struct vma_iterator *vmi,
3317                        struct vm_area_struct *prev,
3318                        struct vm_area_struct *vma,
3319                        unsigned long start, unsigned long end,
3320                        unsigned long new_flags,
3321                        struct vm_userfaultfd_ctx new_ctx)
3322 {
3323         return vma_modify(vmi, prev, vma, start, end, new_flags,
3324                           vma_policy(vma), new_ctx, anon_vma_name(vma));
3325 }
3326
3327 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
3328                                     unsigned long new,
3329                                     unsigned long start,
3330                                     unsigned long end_data,
3331                                     unsigned long start_data)
3332 {
3333         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
3334                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
3335                         return -ENOSPC;
3336         }
3337
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
3342 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
3343
3344 extern int set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3345 extern int replace_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3346 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
3347 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
3348
3349 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
3350 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
3351
3352 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
3353                                    const struct vm_special_mapping *sm);
3354 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3355                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3356                                    unsigned long flags,
3357                                    const struct vm_special_mapping *spec);
3358 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
3359 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3360                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3361                                    unsigned long flags, struct page **pages);
3362
3363 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
3364 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
3365
3366 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3367
3368 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
3369         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
3370         struct list_head *uf);
3371 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
3372         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
3373         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
3374         struct list_head *uf);
3375 extern int do_vmi_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct mm_struct *mm,
3376                          unsigned long start, size_t len, struct list_head *uf,
3377                          bool unlock);
3378 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
3379                      struct list_head *uf);
3380 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
3381
3382 #ifdef CONFIG_MMU
3383 extern int do_vma_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3384                          unsigned long start, unsigned long end,
3385                          struct list_head *uf, bool unlock);
3386 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
3387                          int ignore_errors);
3388 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
3389 {
3390         /* Ignore errors */
3391         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
3392 }
3393 #else
3394 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
3395 #endif
3396
3397 /* This takes the mm semaphore itself */
3398 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3399 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
3400 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
3401         unsigned long, unsigned long,
3402         unsigned long, unsigned long);
3403
3404 struct vm_unmapped_area_info {
3405 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
3406         unsigned long flags;
3407         unsigned long length;
3408         unsigned long low_limit;
3409         unsigned long high_limit;
3410         unsigned long align_mask;
3411         unsigned long align_offset;
3412 };
3413
3414 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
3415
3416 /* truncate.c */
3417 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
3418 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
3419                                        loff_t lstart, loff_t lend);
3420 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
3421
3422 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
3423 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
3424 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3425                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
3426 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
3427
3428 extern unsigned long stack_guard_gap;
3429 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
3430 int expand_stack_locked(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3431 struct vm_area_struct *expand_stack(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3432
3433 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
3434 int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3435
3436 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
3437 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3438 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
3439                                              struct vm_area_struct **pprev);
3440
3441 /*
3442  * Look up the first VMA which intersects the interval [start_addr, end_addr)
3443  * NULL if none.  Assume start_addr < end_addr.
3444  */
3445 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
3446                         unsigned long start_addr, unsigned long end_addr);
3447
3448 /**
3449  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
3450  * @mm: The process address space.
3451  * @addr: The user address.
3452  *
3453  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
3454  */
3455 static inline
3456 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3457 {
3458         return mtree_load(&mm->mm_mt, addr);
3459 }
3460
3461 static inline unsigned long stack_guard_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3462 {
3463         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN)
3464                 return stack_guard_gap;
3465
3466         /* See reasoning around the VM_SHADOW_STACK definition */
3467         if (vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK)
3468                 return PAGE_SIZE;
3469
3470         return 0;
3471 }
3472
3473 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3474 {
3475         unsigned long gap = stack_guard_start_gap(vma);
3476         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
3477
3478         vm_start -= gap;
3479         if (vm_start > vma->vm_start)
3480                 vm_start = 0;
3481         return vm_start;
3482 }
3483
3484 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
3485 {
3486         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
3487
3488         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
3489                 vm_end += stack_guard_gap;
3490                 if (vm_end < vma->vm_end)
3491                         vm_end = -PAGE_SIZE;
3492         }
3493         return vm_end;
3494 }
3495
3496 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
3497 {
3498         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
3499 }
3500
3501 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
3502 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
3503                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
3504 {
3505         struct vm_area_struct *vma = vma_lookup(mm, vm_start);
3506
3507         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
3508                 vma = NULL;
3509
3510         return vma;
3511 }
3512
3513 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
3514                                 unsigned long start, unsigned long end)
3515 {
3516         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
3517 }
3518
3519 #ifdef CONFIG_MMU
3520 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
3521 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
3522 #else
3523 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
3524 {
3525         return __pgprot(0);
3526 }
3527 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
3528 {
3529         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
3530 }
3531 #endif
3532
3533 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
3534
3535 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3536 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
3537                         unsigned long start, unsigned long end);
3538 #endif
3539
3540 struct vm_area_struct *find_extend_vma_locked(struct mm_struct *,
3541                 unsigned long addr);
3542 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
3543                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
3544 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3545                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
3546 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
3547 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3548                         struct page **pages, unsigned long *num);
3549 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3550                                 unsigned long num);
3551 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3552                                 unsigned long num);
3553 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3554                         unsigned long pfn);
3555 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3556                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
3557 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3558                         pfn_t pfn);
3559 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
3560                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
3561 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
3562
3563 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
3564                                 unsigned long addr, struct page *page)
3565 {
3566         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
3567
3568         if (err == -ENOMEM)
3569                 return VM_FAULT_OOM;
3570         if (err < 0 && err != -EBUSY)
3571                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3572
3573         return VM_FAULT_NOPAGE;
3574 }
3575
3576 #ifndef io_remap_pfn_range
3577 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
3578                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
3579                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
3580 {
3581         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
3582 }
3583 #endif
3584
3585 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
3586 {
3587         if (err == -ENOMEM)
3588                 return VM_FAULT_OOM;
3589         else if (err == -EHWPOISON)
3590                 return VM_FAULT_HWPOISON;
3591         return VM_FAULT_SIGBUS;
3592 }
3593
3594 /*
3595  * Convert errno to return value for ->page_mkwrite() calls.
3596  *
3597  * This should eventually be merged with vmf_error() above, but will need a
3598  * careful audit of all vmf_error() callers.
3599  */
3600 static inline vm_fault_t vmf_fs_error(int err)
3601 {
3602         if (err == 0)
3603                 return VM_FAULT_LOCKED;
3604         if (err == -EFAULT || err == -EAGAIN)
3605                 return VM_FAULT_NOPAGE;
3606         if (err == -ENOMEM)
3607                 return VM_FAULT_OOM;
3608         /* -ENOSPC, -EDQUOT, -EIO ... */
3609         return VM_FAULT_SIGBUS;
3610 }
3611
3612 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
3613                          unsigned int foll_flags);
3614
3615 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
3616 {
3617         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
3618                 return -ENOMEM;
3619         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
3620                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
3621         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
3622                 return -EFAULT;
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 /*
3627  * Indicates whether GUP can follow a PROT_NONE mapped page, or whether
3628  * a (NUMA hinting) fault is required.
3629  */
3630 static inline bool gup_can_follow_protnone(struct vm_area_struct *vma,
3631                                            unsigned int flags)
3632 {
3633         /*
3634          * If callers don't want to honor NUMA hinting faults, no need to
3635          * determine if we would actually have to trigger a NUMA hinting fault.
3636          */
3637         if (!(flags & FOLL_HONOR_NUMA_FAULT))
3638                 return true;
3639
3640         /*
3641          * NUMA hinting faults don't apply in inaccessible (PROT_NONE) VMAs.
3642          *
3643          * Requiring a fault here even for inaccessible VMAs would mean that
3644          * FOLL_FORCE cannot make any progress, because handle_mm_fault()
3645          * refuses to process NUMA hinting faults in inaccessible VMAs.
3646          */
3647         return !vma_is_accessible(vma);
3648 }
3649
3650 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
3651 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
3652                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
3653 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
3654                                    unsigned long address, unsigned long size,
3655                                    pte_fn_t fn, void *data);
3656
3657 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
3658 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
3659 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
3660 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
3661 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
3662 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
3663 {
3664         return _page_poisoning_enabled_early;
3665 }
3666 /*
3667  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
3668  * false negative result is not harmful when called too early.
3669  */
3670 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
3671 {
3672         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
3673 }
3674 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
3675 {
3676         if (page_poisoning_enabled_static())
3677                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
3678 }
3679 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
3680 {
3681         if (page_poisoning_enabled_static())
3682                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
3683 }
3684 #else
3685 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
3686 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
3687 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
3688 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3689 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3690 #endif
3691
3692 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
3693 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
3694 {
3695         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
3696                                 &init_on_alloc))
3697                 return true;
3698         return flags & __GFP_ZERO;
3699 }
3700
3701 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
3702 static inline bool want_init_on_free(void)
3703 {
3704         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
3705                                    &init_on_free);
3706 }
3707
3708 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
3709 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3710
3711 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3712 {
3713         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3714                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3715 }
3716
3717 /*
3718  * For use in fast paths after mem_debugging_and_hardening_init() has run,
3719  * or when a false negative result is not harmful when called too early.
3720  */
3721 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3722 {
3723         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3724                 return false;
3725
3726         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3731  * __kernel_map_pages() never fails
3732  */
3733 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3734 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3735 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3736 {
3737         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3738                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3739 }
3740
3741 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3742 {
3743         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3744                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3745 }
3746
3747 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3748 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3749
3750 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3751 {
3752         return _debug_guardpage_minorder;
3753 }
3754
3755 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3756 {
3757         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3758 }
3759
3760 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3761 {
3762         if (!debug_guardpage_enabled())
3763                 return false;
3764
3765         return PageGuard(page);
3766 }
3767
3768 bool __set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3769                       int migratetype);
3770 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3771                                   unsigned int order, int migratetype)
3772 {
3773         if (!debug_guardpage_enabled())
3774                 return false;
3775         return __set_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3776 }
3777
3778 void __clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3779                         int migratetype);
3780 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3781                                     unsigned int order, int migratetype)
3782 {
3783         if (!debug_guardpage_enabled())
3784                 return;
3785         __clear_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3786 }
3787
3788 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3789 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3790 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3791 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3792 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3793 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3794 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3795                         unsigned int order, int migratetype) { return false; }
3796 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3797                                 unsigned int order, int migratetype) {}
3798 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3799
3800 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3801 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3802 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3803 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3804 #else
3805 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3806 {
3807         return NULL;
3808 }
3809 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3810 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3811 {
3812         return 0;
3813 }
3814 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3815
3816 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3817
3818 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3819 extern int sysctl_drop_caches;
3820 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3821                 loff_t *);
3822 #endif
3823
3824 void drop_slab(void);
3825
3826 #ifndef CONFIG_MMU
3827 #define randomize_va_space 0
3828 #else
3829 extern int randomize_va_space;
3830 #endif
3831
3832 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3833 #ifdef CONFIG_MMU
3834 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3835 #else
3836 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3837 {
3838 }
3839 #endif
3840
3841 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3842 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3843                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap,
3844                 struct dev_pagemap *pgmap);
3845 void pmd_init(void *addr);
3846 void pud_init(void *addr);
3847 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3848 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3849 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3850 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3851 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3852                             struct vmem_altmap *altmap, struct page *reuse);
3853 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3854 struct vmem_altmap;
3855 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3856                               struct vmem_altmap *altmap);
3857 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3858 void vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmd, void *p, int node,
3859                      unsigned long addr, unsigned long next);
3860 int vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmd, int node,
3861                       unsigned long addr, unsigned long next);
3862 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3863                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3864 int vmemmap_populate_hugepages(unsigned long start, unsigned long end,
3865                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3866 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3867                 struct vmem_altmap *altmap);
3868 void vmemmap_populate_print_last(void);
3869 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3870 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3871                 struct vmem_altmap *altmap);
3872 #endif
3873
3874 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
3875 static inline unsigned long vmem_altmap_offset(struct vmem_altmap *altmap)
3876 {
3877         /* number of pfns from base where pfn_to_page() is valid */
3878         if (altmap)
3879                 return altmap->reserve + altmap->free;
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 static inline void vmem_altmap_free(struct vmem_altmap *altmap,
3884                                     unsigned long nr_pfns)
3885 {
3886         altmap->alloc -= nr_pfns;
3887 }
3888 #else
3889 static inline unsigned long vmem_altmap_offset(struct vmem_altmap *altmap)
3890 {
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 static inline void vmem_altmap_free(struct vmem_altmap *altmap,
3895                                     unsigned long nr_pfns)
3896 {
3897 }
3898 #endif
3899
3900 #define VMEMMAP_RESERVE_NR      2
3901 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_OPTIMIZE_DAX_VMEMMAP
3902 static inline bool __vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3903                                           struct dev_pagemap *pgmap)
3904 {
3905         unsigned long nr_pages;
3906         unsigned long nr_vmemmap_pages;
3907
3908         if (!pgmap || !is_power_of_2(sizeof(struct page)))
3909                 return false;
3910
3911         nr_pages = pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
3912         nr_vmemmap_pages = ((nr_pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT);
3913         /*
3914          * For vmemmap optimization with DAX we need minimum 2 vmemmap
3915          * pages. See layout diagram in Documentation/mm/vmemmap_dedup.rst
3916          */
3917         return !altmap && (nr_vmemmap_pages > VMEMMAP_RESERVE_NR);
3918 }
3919 /*
3920  * If we don't have an architecture override, use the generic rule
3921  */
3922 #ifndef vmemmap_can_optimize
3923 #define vmemmap_can_optimize __vmemmap_can_optimize
3924 #endif
3925
3926 #else
3927 static inline bool vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3928                                            struct dev_pagemap *pgmap)
3929 {
3930         return false;
3931 }
3932 #endif
3933
3934 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3935                                   unsigned long nr_pages);
3936
3937 enum mf_flags {
3938         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3939         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3940         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3941         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3942         MF_UNPOISON = 1 << 4,
3943         MF_SW_SIMULATED = 1 << 5,
3944         MF_NO_RETRY = 1 << 6,
3945         MF_MEM_PRE_REMOVE = 1 << 7,
3946 };
3947 int mf_dax_kill_procs(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3948                       unsigned long count, int mf_flags);
3949 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3950 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3951 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3952 extern void shake_page(struct page *p);
3953 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3954 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3955 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
3956 /*
3957  * Sysfs entries for memory failure handling statistics.
3958  */
3959 extern const struct attribute_group memory_failure_attr_group;
3960 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3961 extern int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3962                                         bool *migratable_cleared);
3963 void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn);
3964 void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i);
3965 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
3966 #else
3967 static inline void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
3968 {
3969 }
3970
3971 static inline int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3972                                         bool *migratable_cleared)
3973 {
3974         return 0;
3975 }
3976
3977 static inline void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn)
3978 {
3979 }
3980
3981 static inline void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i)
3982 {
3983 }
3984 #endif
3985
3986 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_KSM)
3987 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, struct page *p,
3988                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
3989                      unsigned long ksm_addr);
3990 #endif
3991
3992 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3993 extern void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn);
3994 extern void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i);
3995 #else
3996 static inline void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn)
3997 {
3998 }
3999
4000 static inline void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i)
4001 {
4002 }
4003 #endif
4004
4005 #ifndef arch_memory_failure
4006 static inline int arch_memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
4007 {
4008         return -ENXIO;
4009 }
4010 #endif
4011
4012 #ifndef arch_is_platform_page
4013 static inline bool arch_is_platform_page(u64 paddr)
4014 {
4015         return false;
4016 }
4017 #endif
4018
4019 /*
4020  * Error handlers for various types of pages.
4021  */
4022 enum mf_result {
4023         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
4024         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
4025         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
4026         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
4027 };
4028
4029 enum mf_action_page_type {
4030         MF_MSG_KERNEL,
4031         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
4032         MF_MSG_SLAB,
4033         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
4034         MF_MSG_HUGE,
4035         MF_MSG_FREE_HUGE,
4036         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
4037         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
4038         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
4039         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
4040         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
4041         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
4042         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
4043         MF_MSG_DIRTY_LRU,
4044         MF_MSG_CLEAN_LRU,
4045         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
4046         MF_MSG_BUDDY,
4047         MF_MSG_DAX,
4048         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
4049         MF_MSG_UNKNOWN,
4050 };
4051
4052 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
4053 extern void clear_huge_page(struct page *page,
4054                             unsigned long addr_hint,
4055                             unsigned int pages_per_huge_page);
4056 int copy_user_large_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
4057                           unsigned long addr_hint,
4058                           struct vm_area_struct *vma);
4059 long copy_folio_from_user(struct folio *dst_folio,
4060                            const void __user *usr_src,
4061                            bool allow_pagefault);
4062
4063 /**
4064  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
4065  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
4066  *
4067  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
4068  * the definition in vm_normal_page().
4069  *
4070  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
4071  * false otherwise.
4072  */
4073 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
4074 {
4075         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
4076                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
4077 }
4078
4079 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
4080
4081 #if MAX_NUMNODES > 1
4082 void __init setup_nr_node_ids(void);
4083 #else
4084 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
4085 #endif
4086
4087 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
4088
4089 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
4090 {
4091         return !memcmp_pages(page1, page2);
4092 }
4093
4094 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
4095 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
4096                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
4097                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
4098                                                 unsigned long *bitmap,
4099                                                 pgoff_t *start,
4100                                                 pgoff_t *end);
4101
4102 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
4103                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
4104 #endif
4105
4106 extern int sysctl_nr_trim_pages;
4107
4108 #ifdef CONFIG_PRINTK
4109 void mem_dump_obj(void *object);
4110 #else
4111 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
4112 #endif
4113
4114 /**
4115  * seal_check_write - Check for F_SEAL_WRITE or F_SEAL_FUTURE_WRITE flags and
4116  *                    handle them.
4117  * @seals: the seals to check
4118  * @vma: the vma to operate on
4119  *
4120  * Check whether F_SEAL_WRITE or F_SEAL_FUTURE_WRITE are set; if so, do proper
4121  * check/handling on the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
4122  */
4123 static inline int seal_check_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
4124 {
4125         if (seals & (F_SEAL_WRITE | F_SEAL_FUTURE_WRITE)) {
4126                 /*
4127                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
4128                  * write seals are active.
4129                  */
4130                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
4131                         return -EPERM;
4132
4133                 /*
4134                  * Since an F_SEAL_[FUTURE_]WRITE sealed memfd can be mapped as
4135                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
4136                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
4137                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
4138                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
4139                  */
4140                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
4141                         vm_flags_clear(vma, VM_MAYWRITE);
4142         }
4143
4144         return 0;
4145 }
4146
4147 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
4148 int madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4149                           unsigned long len_in,
4150                           struct anon_vma_name *anon_name);
4151 #else
4152 static inline int
4153 madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4154                       unsigned long len_in, struct anon_vma_name *anon_name) {
4155         return 0;
4156 }
4157 #endif
4158
4159 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
4160
4161 bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4162 void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4163
4164 #else
4165
4166 static inline bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start,
4167                                                     phys_addr_t end)
4168 {
4169         return false;
4170 }
4171
4172 static inline void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
4173 {
4174 }
4175
4176 #endif
4177
4178 static inline bool pfn_is_unaccepted_memory(unsigned long pfn)
4179 {
4180         phys_addr_t paddr = pfn << PAGE_SHIFT;
4181
4182         return range_contains_unaccepted_memory(paddr, paddr + PAGE_SIZE);
4183 }
4184
4185 #endif /* _LINUX_MM_H */
This page took 0.257443 seconds and 4 git commands to generate.