mm: memory: add orig_pmd to struct vm_fault
[linux-block.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct file_ra_state;
40 struct user_struct;
41 struct writeback_control;
42 struct bdi_writeback;
43 struct pt_regs;
44
45 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
46
47 void init_mm_internals(void);
48
49 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
50 extern unsigned long max_mapnr;
51
52 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
53 {
54         max_mapnr = limit;
55 }
56 #else
57 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
58 #endif
59
60 extern atomic_long_t _totalram_pages;
61 static inline unsigned long totalram_pages(void)
62 {
63         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
64 }
65
66 static inline void totalram_pages_inc(void)
67 {
68         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
69 }
70
71 static inline void totalram_pages_dec(void)
72 {
73         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
74 }
75
76 static inline void totalram_pages_add(long count)
77 {
78         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
79 }
80
81 extern void * high_memory;
82 extern int page_cluster;
83
84 #ifdef CONFIG_SYSCTL
85 extern int sysctl_legacy_va_layout;
86 #else
87 #define sysctl_legacy_va_layout 0
88 #endif
89
90 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
91 extern const int mmap_rnd_bits_min;
92 extern const int mmap_rnd_bits_max;
93 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
94 #endif
95 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
97 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
98 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
99 #endif
100
101 #include <asm/page.h>
102 #include <asm/processor.h>
103
104 /*
105  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
106  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
107  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
108  * redefine this macro to strip tags from pointers.
109  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
110  */
111 #ifndef untagged_addr
112 #define untagged_addr(addr) (addr)
113 #endif
114
115 #ifndef __pa_symbol
116 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
117 #endif
118
119 #ifndef page_to_virt
120 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
121 #endif
122
123 #ifndef lm_alias
124 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
125 #endif
126
127 /*
128  * With CONFIG_CFI_CLANG, the compiler replaces function addresses in
129  * instrumented C code with jump table addresses. Architectures that
130  * support CFI can define this macro to return the actual function address
131  * when needed.
132  */
133 #ifndef function_nocfi
134 #define function_nocfi(x) (x)
135 #endif
136
137 /*
138  * To prevent common memory management code establishing
139  * a zero page mapping on a read fault.
140  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
141  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
142  * related to the physical page in case of virtualization.
143  */
144 #ifndef mm_forbids_zeropage
145 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
146 #endif
147
148 /*
149  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
150  * If an architecture decides to implement their own version of
151  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
152  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
153  */
154 #if BITS_PER_LONG == 64
155 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
156  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
157  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
158  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
159  * this can result in several of the writes here being dropped.
160  */
161 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
162 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
163 {
164         unsigned long *_pp = (void *)page;
165
166          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
167         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
168         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
169         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
170
171         switch (sizeof(struct page)) {
172         case 80:
173                 _pp[9] = 0;
174                 fallthrough;
175         case 72:
176                 _pp[8] = 0;
177                 fallthrough;
178         case 64:
179                 _pp[7] = 0;
180                 fallthrough;
181         case 56:
182                 _pp[6] = 0;
183                 _pp[5] = 0;
184                 _pp[4] = 0;
185                 _pp[3] = 0;
186                 _pp[2] = 0;
187                 _pp[1] = 0;
188                 _pp[0] = 0;
189         }
190 }
191 #else
192 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
193 #endif
194
195 /*
196  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
197  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
198  * problem.
199  *
200  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
201  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
202  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
203  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
204  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
205  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
206  *
207  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
208  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
209  * that.
210  */
211 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
212 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
213
214 extern int sysctl_max_map_count;
215
216 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
217 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
218
219 extern int sysctl_overcommit_memory;
220 extern int sysctl_overcommit_ratio;
221 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
222
223 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
224                 loff_t *);
225 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
226                 loff_t *);
227 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
228                 loff_t *);
229 /*
230  * Any attempt to mark this function as static leads to build failure
231  * when CONFIG_DEBUG_INFO_BTF is enabled because __add_to_page_cache_locked()
232  * is referred to by BPF code. This must be visible for error injection.
233  */
234 int __add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
235                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
236
237 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
238 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
239 #else
240 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
241 #endif
242
243 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
244 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
245
246 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
247 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
248
249 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
250
251 /*
252  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
253  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
254  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
255  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
256  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
257  * mmap() functions).
258  */
259
260 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
261 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
262 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
263
264 #ifndef CONFIG_MMU
265 extern struct rb_root nommu_region_tree;
266 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
267
268 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
269 #endif
270
271 /*
272  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
273  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
274  */
275 #define VM_NONE         0x00000000
276
277 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
278 #define VM_WRITE        0x00000002
279 #define VM_EXEC         0x00000004
280 #define VM_SHARED       0x00000008
281
282 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
283 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
284 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
285 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
286 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
287
288 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
289 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
290 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
291 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
292 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
293
294 #define VM_LOCKED       0x00002000
295 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
296
297                                         /* Used by sys_madvise() */
298 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
299 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
300
301 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
302 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
303 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
304 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
305 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
306 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
307 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
308 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
309 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
310 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
311
312 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
313 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
314 #else
315 # define VM_SOFTDIRTY   0
316 #endif
317
318 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
319 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
320 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
321 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
322
323 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
324 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
325 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
326 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
327 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
328 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
329 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
330 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
331 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
332 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
333 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
334 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
335
336 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
337 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
338 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
339 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
340 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
341 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
342 #ifdef CONFIG_PPC
343 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
344 #else
345 # define VM_PKEY_BIT4  0
346 #endif
347 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
348
349 #if defined(CONFIG_X86)
350 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
351 #elif defined(CONFIG_PPC)
352 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
353 #elif defined(CONFIG_PARISC)
354 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
355 #elif defined(CONFIG_IA64)
356 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
357 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
358 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
359 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
360 #elif defined(CONFIG_ARM64)
361 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
362 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
363 #elif !defined(CONFIG_MMU)
364 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
365 #endif
366
367 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
368 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
369 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
370 #else
371 # define VM_MTE         VM_NONE
372 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
373 #endif
374
375 #ifndef VM_GROWSUP
376 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
377 #endif
378
379 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
380 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
381 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
382 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
383 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
384 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
385
386 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
387 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
388
389 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
390
391 /* Common data flag combinations */
392 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
393                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
394 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
395                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
396 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
397                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
398
399 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
400 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
401 #endif
402
403 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
404 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
405 #endif
406
407 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
408 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
409 #else
410 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
411 #endif
412
413 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
414
415 /* VMA basic access permission flags */
416 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
417
418
419 /*
420  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
421  */
422 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
423
424 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
425 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
426
427 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
428 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
429
430 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
431 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
432
433 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
434 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
435 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
436 #endif
437 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
438
439 /*
440  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
441  * low four bits) to a page protection mask..
442  */
443 extern pgprot_t protection_map[16];
444
445 /**
446  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
447  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
448  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
449  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
450  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
451  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
452  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
453  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
454  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
455  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
456  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
457  *
458  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
459  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
460  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
461  *
462  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
463  *                              this is the first try
464  *
465  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
466  *                              we've already tried at least once
467  *
468  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
469  *
470  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
471  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
472  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
473  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
474  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
475  * interrupted if necessary.
476  */
477 enum fault_flag {
478         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
479         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
480         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
481         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
482         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
483         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
484         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
485         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
486         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
487         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
488 };
489
490 /*
491  * The default fault flags that should be used by most of the
492  * arch-specific page fault handlers.
493  */
494 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
495                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
496                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
497
498 /**
499  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
500  * @flags: Fault flags.
501  *
502  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
503  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
504  * to change, in which case we can try to be polite to release the
505  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
506  * processes that would also want the mmap_lock.
507  *
508  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
509  * attempt of the fault handling; false otherwise.
510  */
511 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
512 {
513         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
514             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
515 }
516
517 #define FAULT_FLAG_TRACE \
518         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
519         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
520         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
521         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
522         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
523         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
524         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
525         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
526         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
527         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
528
529 /*
530  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
531  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
532  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
533  *
534  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
535  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
536  *
537  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
538  */
539 struct vm_fault {
540         const struct {
541                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
542                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
543                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
544                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
545         };
546         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
547                                          * XXX: should really be 'const' */
548         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
549                                          * the 'address' */
550         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
551                                          * the 'address'
552                                          */
553         union {
554                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
555                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
556                                          * used by PMD fault only.
557                                          */
558         };
559
560         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
561         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
562                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
563                                          * is set (which is also implied by
564                                          * VM_FAULT_ERROR).
565                                          */
566         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
567         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
568                                          * the 'address'. NULL if the page
569                                          * table hasn't been allocated.
570                                          */
571         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
572                                          * Protects pte page table if 'pte'
573                                          * is not NULL, otherwise pmd.
574                                          */
575         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
576                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
577                                          * table from atomic context.
578                                          * do_fault_around() pre-allocates
579                                          * page table to avoid allocation from
580                                          * atomic context.
581                                          */
582 };
583
584 /* page entry size for vm->huge_fault() */
585 enum page_entry_size {
586         PE_SIZE_PTE = 0,
587         PE_SIZE_PMD,
588         PE_SIZE_PUD,
589 };
590
591 /*
592  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
593  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
594  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
595  */
596 struct vm_operations_struct {
597         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
598         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
599         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
600         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
601         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
602         /*
603          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
604          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
605          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
606          */
607         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
608                         unsigned long end, unsigned long newflags);
609         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
610         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
611                         enum page_entry_size pe_size);
612         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
613                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
614         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
615
616         /* notification that a previously read-only page is about to become
617          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
618         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
619
620         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
621         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
622
623         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
624          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
625          * implementation useful for any iomem mapping.
626          */
627         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
628                       void *buf, int len, int write);
629
630         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
631          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
632          * vma to be dumped unconditionally. */
633         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
634
635 #ifdef CONFIG_NUMA
636         /*
637          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
638          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
639          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
640          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
641          * mempolicy.
642          */
643         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
644
645         /*
646          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
647          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
648          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
649          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
650          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
651          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
652          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
653          * policy.
654          */
655         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
656                                         unsigned long addr);
657 #endif
658         /*
659          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
660          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
661          * (using pte_page()) would not find the correct page.
662          */
663         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
664                                           unsigned long addr);
665 };
666
667 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
668 {
669         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
670
671         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
672         vma->vm_mm = mm;
673         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
674         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
675 }
676
677 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
678 {
679         vma->vm_ops = NULL;
680 }
681
682 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
683 {
684         return !vma->vm_ops;
685 }
686
687 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
688 {
689         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
690
691         if (!maybe_stack)
692                 return false;
693
694         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
695                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
696                 return true;
697
698         return false;
699 }
700
701 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
702 {
703         if (!current->mm)
704                 return true;
705
706         if (current->mm != vma->vm_mm)
707                 return true;
708
709         return false;
710 }
711
712 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
713 {
714         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
715 }
716
717 #ifdef CONFIG_SHMEM
718 /*
719  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
720  * paths in userfault.
721  */
722 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
723 #else
724 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
725 #endif
726
727 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
728
729 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
730 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
731
732 struct mmu_gather;
733 struct inode;
734
735 #include <linux/huge_mm.h>
736
737 /*
738  * Methods to modify the page usage count.
739  *
740  * What counts for a page usage:
741  * - cache mapping   (page->mapping)
742  * - private data    (page->private)
743  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
744  *   is counted separately
745  *
746  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
747  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
748  */
749
750 /*
751  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
752  */
753 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
754 {
755         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
756         return page_ref_dec_and_test(page);
757 }
758
759 /*
760  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
761  * that is the case.
762  * This can be called when MMU is off so it must not access
763  * any of the virtual mappings.
764  */
765 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
766 {
767         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
768 }
769
770 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
771
772 enum {
773         REGION_INTERSECTS,
774         REGION_DISJOINT,
775         REGION_MIXED,
776 };
777
778 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
779                       unsigned long desc);
780
781 /* Support for virtually mapped pages */
782 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
783 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
784
785 /*
786  * Determine if an address is within the vmalloc range
787  *
788  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
789  * is no special casing required.
790  */
791
792 #ifndef is_ioremap_addr
793 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
794 #endif
795
796 #ifdef CONFIG_MMU
797 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
798 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
799 #else
800 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
801 {
802         return false;
803 }
804 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
805 {
806         return 0;
807 }
808 #endif
809
810 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
811 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
812 {
813         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
814 }
815 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
816 {
817         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
818 }
819 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
820 {
821         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
822 }
823
824 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
825 {
826         size_t bytes;
827
828         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
829                 return NULL;
830
831         return kvmalloc(bytes, flags);
832 }
833
834 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
835 {
836         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
837 }
838
839 extern void kvfree(const void *addr);
840 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
841
842 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
843 {
844         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
845 }
846
847 /*
848  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
849  *
850  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
851  */
852 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
853 {
854         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
855         page = compound_head(page);
856         return head_compound_mapcount(page);
857 }
858
859 /*
860  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
861  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
862  * and atomic_add_negative(-1).
863  */
864 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
865 {
866         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
867 }
868
869 int __page_mapcount(struct page *page);
870
871 /*
872  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
873  * compound_mapcount().
874  *
875  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
876  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
877  * They use this place in struct page differently.
878  */
879 static inline int page_mapcount(struct page *page)
880 {
881         if (unlikely(PageCompound(page)))
882                 return __page_mapcount(page);
883         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
884 }
885
886 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
887 int total_mapcount(struct page *page);
888 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
889 #else
890 static inline int total_mapcount(struct page *page)
891 {
892         return page_mapcount(page);
893 }
894 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
895                                            int *total_mapcount)
896 {
897         int mapcount = page_mapcount(page);
898         if (total_mapcount)
899                 *total_mapcount = mapcount;
900         return mapcount;
901 }
902 #endif
903
904 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
905 {
906         struct page *page = virt_to_page(x);
907
908         return compound_head(page);
909 }
910
911 void __put_page(struct page *page);
912
913 void put_pages_list(struct list_head *pages);
914
915 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
916
917 /*
918  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
919  * prototype for that function and accessor functions.
920  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
921  */
922 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
923
924 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
925 enum compound_dtor_id {
926         NULL_COMPOUND_DTOR,
927         COMPOUND_PAGE_DTOR,
928 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
929         HUGETLB_PAGE_DTOR,
930 #endif
931 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
932         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
933 #endif
934         NR_COMPOUND_DTORS,
935 };
936 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
937
938 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
939                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
940 {
941         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
942         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
943 }
944
945 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
946 {
947         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
948         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
949 }
950
951 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
952 {
953         if (!PageHead(page))
954                 return 0;
955         return page[1].compound_order;
956 }
957
958 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
959 {
960         /*
961          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
962          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
963          * pages cannot support it.
964          */
965         page = compound_head(page);
966         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
967 }
968
969 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
970 {
971         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
972 }
973
974 static inline int compound_pincount(struct page *page)
975 {
976         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
977         page = compound_head(page);
978         return head_compound_pincount(page);
979 }
980
981 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
982 {
983         page[1].compound_order = order;
984         page[1].compound_nr = 1U << order;
985 }
986
987 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
988 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
989 {
990         if (!PageHead(page))
991                 return 1;
992         return page[1].compound_nr;
993 }
994
995 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
996 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
997 {
998         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
999 }
1000
1001 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
1002 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
1003 {
1004         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1005 }
1006
1007 void free_compound_page(struct page *page);
1008
1009 #ifdef CONFIG_MMU
1010 /*
1011  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1012  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1013  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1014  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1015  */
1016 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1017 {
1018         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1019                 pte = pte_mkwrite(pte);
1020         return pte;
1021 }
1022
1023 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1024 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1025
1026 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1027 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1028 #endif
1029
1030 /*
1031  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1032  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1033  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1034  * only one copy in memory, at most, normally.
1035  *
1036  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1037  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1038  *   freelist management in the buddy allocator.
1039  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1040  *
1041  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1042  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1043  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1044  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1045  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1046  *
1047  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1048  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1049  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1050  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1051  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1052  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1053  * subsequently been given references to it.
1054  *
1055  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1056  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1057  * The following discussion applies only to them.
1058  *
1059  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1060  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1061  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1062  * into the filesystem to release these pages.
1063  *
1064  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1065  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1066  * in units of PAGE_SIZE.
1067  *
1068  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1069  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1070  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1071  *
1072  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1073  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1074  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1075  *
1076  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1077  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1078  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1079  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1080  *
1081  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1082  * - inode pages may need to be read from disk,
1083  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1084  *   to be written back to the inode on disk,
1085  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1086  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1087  *   back into memory.
1088  */
1089
1090 /*
1091  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1092  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1093  */
1094
1095 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1096 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1097 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1098 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1099 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1100 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1101
1102 /*
1103  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1104  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1105  * the compiler will optimise away reference to them.
1106  */
1107 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1108 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1109 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1110 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1111 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1112
1113 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1114 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1115 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1116 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1117                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1118 #else
1119 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1120 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1121                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1122 #endif
1123
1124 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1125
1126 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1127 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1128 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1129 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1130 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1131 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1132
1133 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1134 {
1135         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1136         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1140 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1141 {
1142         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1143 }
1144 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1145                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1146 #else
1147 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1148 {
1149         return false;
1150 }
1151 #endif
1152
1153 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1154 {
1155         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1156 }
1157
1158 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1159 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1160 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1161
1162 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1163 {
1164         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1165                 return false;
1166         if (!is_zone_device_page(page))
1167                 return false;
1168         switch (page->pgmap->type) {
1169         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1170         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1171                 return true;
1172         default:
1173                 break;
1174         }
1175         return false;
1176 }
1177
1178 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1179
1180 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1181 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1182 {
1183         return false;
1184 }
1185
1186 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1187 {
1188 }
1189 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1190
1191 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1192 {
1193         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1194                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1195                 is_zone_device_page(page) &&
1196                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1197 }
1198
1199 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1200 {
1201         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1202                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1203                 is_zone_device_page(page) &&
1204                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1205 }
1206
1207 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1208 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1209         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1210
1211 static inline void get_page(struct page *page)
1212 {
1213         page = compound_head(page);
1214         /*
1215          * Getting a normal page or the head of a compound page
1216          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1217          */
1218         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1219         page_ref_inc(page);
1220 }
1221
1222 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1223 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1224                                                    unsigned int flags);
1225
1226
1227 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1228 {
1229         page = compound_head(page);
1230         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1231                 return false;
1232         page_ref_inc(page);
1233         return true;
1234 }
1235
1236 static inline void put_page(struct page *page)
1237 {
1238         page = compound_head(page);
1239
1240         /*
1241          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1242          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1243          * need to inform the device driver through callback. See
1244          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1245          */
1246         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1247                 put_devmap_managed_page(page);
1248                 return;
1249         }
1250
1251         if (put_page_testzero(page))
1252                 __put_page(page);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1257  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1258  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1259  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1260  *
1261  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1262  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1263  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1264  *
1265  * Choice of value:
1266  *
1267  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1268  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1269  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1270  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1271  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1272  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1273  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1274  *
1275  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1276  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1277  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1278  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1279  * issue.
1280  *
1281  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1282  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1283  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1284  * table entries.
1285  */
1286 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1287
1288 void unpin_user_page(struct page *page);
1289 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1290                                  bool make_dirty);
1291 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1292                                       bool make_dirty);
1293 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1294
1295 /**
1296  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1297  * @page: The page.
1298  *
1299  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1300  * a function in the pin_user_pages() family.
1301  *
1302  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1303  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1304  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1305  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1306  *
1307  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1308  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1309  * deal gracefully with a false positive.
1310  *
1311  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1312  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1313  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1314  * scheme).
1315  *
1316  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1317  *
1318  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1319  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1320  */
1321 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1322 {
1323         if (hpage_pincount_available(page))
1324                 return compound_pincount(page) > 0;
1325
1326         /*
1327          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1328          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1329          * further incrementing the refcount.
1330          *
1331          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1332          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1333          */
1334         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1335                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1336 }
1337
1338 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1339 {
1340         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1345  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1346  */
1347 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1348                                           struct page *page)
1349 {
1350         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1351                 return false;
1352
1353         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1354                 return false;
1355
1356         return page_maybe_dma_pinned(page);
1357 }
1358
1359 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1360 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1361 #endif
1362
1363 /*
1364  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1365  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1366  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1367  * node id available in page flags.
1368  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1369  * pages in a zone.
1370  */
1371 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1372 {
1373         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1374 }
1375
1376 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1377 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1378 #else
1379 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1380 {
1381         struct page *p = (struct page *)page;
1382
1383         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1384 }
1385 #endif
1386
1387 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1388 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1389 {
1390         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1391 }
1392
1393 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1394 {
1395         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1396 }
1397
1398 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1399 {
1400         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1401 }
1402
1403 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1404 {
1405         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1406 }
1407
1408 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1409 {
1410         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1411 }
1412
1413 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1414 {
1415         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1416 }
1417
1418 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1419 {
1420         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1421 }
1422
1423 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1424 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1425 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1426 {
1427         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1428 }
1429
1430 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1431 {
1432         return page->_last_cpupid;
1433 }
1434 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1435 {
1436         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1437 }
1438 #else
1439 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1440 {
1441         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1442 }
1443
1444 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1445
1446 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1447 {
1448         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1449 }
1450 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1451 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1452 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1453 {
1454         return page_to_nid(page); /* XXX */
1455 }
1456
1457 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1458 {
1459         return page_to_nid(page); /* XXX */
1460 }
1461
1462 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1463 {
1464         return -1;
1465 }
1466
1467 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1468 {
1469         return -1;
1470 }
1471
1472 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1473 {
1474         return -1;
1475 }
1476
1477 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1478 {
1479         return -1;
1480 }
1481
1482 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1483 {
1484         return true;
1485 }
1486
1487 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1488 {
1489 }
1490
1491 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1492 {
1493         return false;
1494 }
1495 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1496
1497 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1498
1499 /*
1500  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1501  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1502  * value 0x00 maps to 0xff.
1503  */
1504
1505 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1506 {
1507         u8 tag = 0xff;
1508
1509         if (kasan_enabled()) {
1510                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1511                 tag ^= 0xff;
1512         }
1513
1514         return tag;
1515 }
1516
1517 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1518 {
1519         if (kasan_enabled()) {
1520                 tag ^= 0xff;
1521                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1522                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1523         }
1524 }
1525
1526 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1527 {
1528         if (kasan_enabled())
1529                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1530 }
1531
1532 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1533
1534 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1535 {
1536         return 0xff;
1537 }
1538
1539 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1540 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1541
1542 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1543
1544 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1545 {
1546         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1547 }
1548
1549 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1550 {
1551         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1552 }
1553
1554 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1555 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1556 {
1557         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1558         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1559 }
1560
1561 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1562 {
1563         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1564 }
1565 #endif
1566
1567 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1568 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1569 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1570 {
1571         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1572                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1573 }
1574 #else
1575 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1576 {
1577         return true;
1578 }
1579 #endif
1580
1581 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1582 {
1583         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1584         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1585 }
1586
1587 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1588 {
1589         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1590         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1591 }
1592
1593 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1594         unsigned long node, unsigned long pfn)
1595 {
1596         set_page_zone(page, zone);
1597         set_page_node(page, node);
1598 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1599         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1600 #endif
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1605  */
1606 #include <linux/vmstat.h>
1607
1608 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1609 {
1610         return page_to_virt(page);
1611 }
1612
1613 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1614 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1615 #endif
1616
1617 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1618 static inline void *page_address(const struct page *page)
1619 {
1620         return page->virtual;
1621 }
1622 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1623 {
1624         page->virtual = address;
1625 }
1626 #define page_address_init()  do { } while(0)
1627 #endif
1628
1629 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1630 void *page_address(const struct page *page);
1631 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1632 void page_address_init(void);
1633 #endif
1634
1635 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1636 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1637 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1638 #define page_address_init()  do { } while(0)
1639 #endif
1640
1641 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1642 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1643 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1644
1645 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1646
1647 static inline
1648 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1649 {
1650         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1651                 return __page_file_mapping(page);
1652
1653         return page->mapping;
1654 }
1655
1656 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1657
1658 /*
1659  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1660  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1661  */
1662 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1663 {
1664         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1665                 return __page_file_index(page);
1666         return page->index;
1667 }
1668
1669 bool page_mapped(struct page *page);
1670 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1671
1672 /*
1673  * Return true only if the page has been allocated with
1674  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1675  * met implying that the system is under some pressure.
1676  */
1677 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1678 {
1679         /*
1680          * Page index cannot be this large so this must be
1681          * a pfmemalloc page.
1682          */
1683         return page->index == -1UL;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1688  * page.
1689  */
1690 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1691 {
1692         page->index = -1UL;
1693 }
1694
1695 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1696 {
1697         page->index = 0;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1702  */
1703 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1704
1705 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1706 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1707
1708 /*
1709  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1710  * various contexts.
1711  */
1712 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1713
1714 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1715
1716 #ifdef CONFIG_MMU
1717 extern bool can_do_mlock(void);
1718 #else
1719 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1720 #endif
1721 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1722 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1723
1724 /*
1725  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1726  */
1727 struct zap_details {
1728         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1729         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1730         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1731         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1732 };
1733
1734 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1735                              pte_t pte);
1736 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1737                                 pmd_t pmd);
1738
1739 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1740                   unsigned long size);
1741 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1742                     unsigned long size);
1743 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1744                 unsigned long start, unsigned long end);
1745
1746 struct mmu_notifier_range;
1747
1748 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1749                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1750 int
1751 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1752 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1753                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1754                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1755 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1756                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1757 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1758         unsigned long *pfn);
1759 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1760                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1761 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1762                         void *buf, int len, int write);
1763
1764 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1765 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1766 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1767 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1768 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1769 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1770 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1771
1772 #ifdef CONFIG_MMU
1773 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1774                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1775                                   struct pt_regs *regs);
1776 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1777                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1778                             bool *unlocked);
1779 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1780 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1781                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1782 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1783                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1784 #else
1785 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1786                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1787                                          struct pt_regs *regs)
1788 {
1789         /* should never happen if there's no MMU */
1790         BUG();
1791         return VM_FAULT_SIGBUS;
1792 }
1793 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1794                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1795 {
1796         /* should never happen if there's no MMU */
1797         BUG();
1798         return -EFAULT;
1799 }
1800 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1801 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1802                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1803 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1804                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1805 #endif
1806
1807 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1808                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1809 {
1810         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1811 }
1812
1813 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1814                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1815 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1816                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1817 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1818                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1819
1820 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1821                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1822                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1823                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1824 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1825                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1826                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1827                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1828 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1829                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1830                             struct vm_area_struct **vmas);
1831 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1832                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1833                     struct vm_area_struct **vmas);
1834 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1835                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1836 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1837                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1838 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1839                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1840 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1841                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1842
1843 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1844                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1845 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1846                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1847
1848 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1849 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1850                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1851
1852 struct kvec;
1853 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1854                         struct page **pages);
1855 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1856 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1857
1858 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1859 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1860                               unsigned int length);
1861
1862 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1863                                 struct page *page);
1864 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1865                           struct bdi_writeback *wb);
1866 int set_page_dirty(struct page *page);
1867 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1868 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1869 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1870 {
1871         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1872         if (PageDirty(page))
1873                 __cancel_dirty_page(page);
1874 }
1875 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1876
1877 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1878
1879 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1880                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1881                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1882                 bool need_rmap_locks);
1883
1884 /*
1885  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1886  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1887  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1888  * time.
1889  */
1890 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1891 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1892 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1893 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1894 /* Whether this change is for write protecting */
1895 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1896 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1897 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1898                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1899
1900 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1901                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1902                               unsigned long cp_flags);
1903 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1904                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1905                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1906
1907 /*
1908  * doesn't attempt to fault and will return short.
1909  */
1910 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1911                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1912 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1913                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1914
1915 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1916                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1917 {
1918         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1919 }
1920 /*
1921  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1922  */
1923 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1924 {
1925         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1926
1927 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1928         /*
1929          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1930          * But it's never be expected number for users.
1931          */
1932         if (val < 0)
1933                 val = 0;
1934 #endif
1935         return (unsigned long)val;
1936 }
1937
1938 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1939
1940 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1941 {
1942         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1943
1944         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1945 }
1946
1947 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1948 {
1949         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1950
1951         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1952 }
1953
1954 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1955 {
1956         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1957
1958         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1959 }
1960
1961 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1962 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1963 {
1964         if (PageSwapBacked(page))
1965                 return MM_SHMEMPAGES;
1966         return MM_FILEPAGES;
1967 }
1968
1969 static inline int mm_counter(struct page *page)
1970 {
1971         if (PageAnon(page))
1972                 return MM_ANONPAGES;
1973         return mm_counter_file(page);
1974 }
1975
1976 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1977 {
1978         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1979                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1980                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1981 }
1982
1983 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1984 {
1985         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1986 }
1987
1988 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1989 {
1990         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1991 }
1992
1993 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1994 {
1995         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1996
1997         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1998                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1999 }
2000
2001 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2002 {
2003         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2004                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2005 }
2006
2007 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2008 {
2009         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2010 }
2011
2012 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2013                                          struct mm_struct *mm)
2014 {
2015         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2016
2017         if (*maxrss < hiwater_rss)
2018                 *maxrss = hiwater_rss;
2019 }
2020
2021 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2022 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2023 #else
2024 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2025 {
2026 }
2027 #endif
2028
2029 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2030 static inline int pte_special(pte_t pte)
2031 {
2032         return 0;
2033 }
2034
2035 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2036 {
2037         return pte;
2038 }
2039 #endif
2040
2041 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2042 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2043 {
2044         return 0;
2045 }
2046 #endif
2047
2048 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2049
2050 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2051                                spinlock_t **ptl);
2052 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2053                                     spinlock_t **ptl)
2054 {
2055         pte_t *ptep;
2056         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2057         return ptep;
2058 }
2059
2060 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2061 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2062                                                 unsigned long address)
2063 {
2064         return 0;
2065 }
2066 #else
2067 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2068 #endif
2069
2070 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2071 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2072                                                 unsigned long address)
2073 {
2074         return 0;
2075 }
2076 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2077 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2078
2079 #else
2080 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2081
2082 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2083 {
2084         if (mm_pud_folded(mm))
2085                 return;
2086         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2087 }
2088
2089 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2090 {
2091         if (mm_pud_folded(mm))
2092                 return;
2093         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2094 }
2095 #endif
2096
2097 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2098 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2099                                                 unsigned long address)
2100 {
2101         return 0;
2102 }
2103
2104 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2105 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2106
2107 #else
2108 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2109
2110 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2111 {
2112         if (mm_pmd_folded(mm))
2113                 return;
2114         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2115 }
2116
2117 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2118 {
2119         if (mm_pmd_folded(mm))
2120                 return;
2121         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2122 }
2123 #endif
2124
2125 #ifdef CONFIG_MMU
2126 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2127 {
2128         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2129 }
2130
2131 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2132 {
2133         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2134 }
2135
2136 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2137 {
2138         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2139 }
2140
2141 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2142 {
2143         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2144 }
2145 #else
2146
2147 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2148 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2149 {
2150         return 0;
2151 }
2152
2153 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2154 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2155 #endif
2156
2157 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2158 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2159
2160 #if defined(CONFIG_MMU)
2161
2162 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2163                 unsigned long address)
2164 {
2165         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2166                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2167 }
2168
2169 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2170                 unsigned long address)
2171 {
2172         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2173                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2174 }
2175
2176 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2177 {
2178         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2179                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2180 }
2181 #endif /* CONFIG_MMU */
2182
2183 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2184 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2185 void __init ptlock_cache_init(void);
2186 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2187 extern void ptlock_free(struct page *page);
2188
2189 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2190 {
2191         return page->ptl;
2192 }
2193 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2194 static inline void ptlock_cache_init(void)
2195 {
2196 }
2197
2198 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2199 {
2200         return true;
2201 }
2202
2203 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2204 {
2205 }
2206
2207 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2208 {
2209         return &page->ptl;
2210 }
2211 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2212
2213 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2214 {
2215         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2216 }
2217
2218 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2219 {
2220         /*
2221          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2222          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2223          *
2224          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2225          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2226          */
2227         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2228         if (!ptlock_alloc(page))
2229                 return false;
2230         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2231         return true;
2232 }
2233
2234 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2235 /*
2236  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2237  */
2238 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2239 {
2240         return &mm->page_table_lock;
2241 }
2242 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2243 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2244 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2245 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2246
2247 static inline void pgtable_init(void)
2248 {
2249         ptlock_cache_init();
2250         pgtable_cache_init();
2251 }
2252
2253 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2254 {
2255         if (!ptlock_init(page))
2256                 return false;
2257         __SetPageTable(page);
2258         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2259         return true;
2260 }
2261
2262 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2263 {
2264         ptlock_free(page);
2265         __ClearPageTable(page);
2266         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2267 }
2268
2269 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2270 ({                                                      \
2271         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2272         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2273         *(ptlp) = __ptl;                                \
2274         spin_lock(__ptl);                               \
2275         __pte;                                          \
2276 })
2277
2278 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2279         spin_unlock(ptl);                               \
2280         pte_unmap(pte);                                 \
2281 } while (0)
2282
2283 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2284
2285 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2286         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2287
2288 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2289         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2290                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2291
2292 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2293         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2294                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2295
2296 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2297
2298 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2299 {
2300         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2301         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2302 }
2303
2304 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2305 {
2306         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2307 }
2308
2309 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2310 {
2311 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2312         page->pmd_huge_pte = NULL;
2313 #endif
2314         return ptlock_init(page);
2315 }
2316
2317 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2318 {
2319 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2320         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2321 #endif
2322         ptlock_free(page);
2323 }
2324
2325 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2326
2327 #else
2328
2329 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2330 {
2331         return &mm->page_table_lock;
2332 }
2333
2334 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2335 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2336
2337 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2338
2339 #endif
2340
2341 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2342 {
2343         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2344         spin_lock(ptl);
2345         return ptl;
2346 }
2347
2348 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2349 {
2350         if (!pmd_ptlock_init(page))
2351                 return false;
2352         __SetPageTable(page);
2353         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2354         return true;
2355 }
2356
2357 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2358 {
2359         pmd_ptlock_free(page);
2360         __ClearPageTable(page);
2361         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2362 }
2363
2364 /*
2365  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2366  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2367  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2368  * which need to be converted from page_table_lock.
2369  */
2370 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2371 {
2372         return &mm->page_table_lock;
2373 }
2374
2375 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2376 {
2377         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2378
2379         spin_lock(ptl);
2380         return ptl;
2381 }
2382
2383 extern void __init pagecache_init(void);
2384 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2385 extern void free_initmem(void);
2386
2387 /*
2388  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2389  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2390  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2391  * Return pages freed into the buddy system.
2392  */
2393 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2394                                         int poison, const char *s);
2395
2396 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2397 extern void mem_init_print_info(void);
2398
2399 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2400
2401 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2402 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2403 {
2404         ClearPageReserved(page);
2405         init_page_count(page);
2406         __free_page(page);
2407         adjust_managed_page_count(page, 1);
2408 }
2409 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2410
2411 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2412 {
2413         SetPageReserved(page);
2414         adjust_managed_page_count(page, -1);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2419  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2420  * range [0, UCHAR_MAX].
2421  * Return pages freed into the buddy system.
2422  */
2423 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2424 {
2425         extern char __init_begin[], __init_end[];
2426
2427         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2428                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2429 }
2430
2431 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2432 {
2433         int nid;
2434         unsigned long phys_pages = 0;
2435
2436         for_each_online_node(nid)
2437                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2438
2439         return phys_pages;
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2444  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2445  * architecture independent manner.
2446  *
2447  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2448  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2449  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2450  * usage, an architecture is expected to do something like
2451  *
2452  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2453  *                                                       max_highmem_pfn};
2454  * for_each_valid_physical_page_range()
2455  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2456  * free_area_init(max_zone_pfns);
2457  */
2458 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2459 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2460 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2461                                                 unsigned long end_pfn);
2462 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2463                                                 unsigned long end_pfn);
2464 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2465                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2466 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2467
2468 #ifndef CONFIG_NUMA
2469 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2470 {
2471         return 0;
2472 }
2473 #else
2474 /* please see mm/page_alloc.c */
2475 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2476 #endif
2477
2478 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2479 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2480                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2481                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2482 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2483 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2484 extern void mem_init(void);
2485 extern void __init mmap_init(void);
2486 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2487 extern long si_mem_available(void);
2488 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2489 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2490 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2491 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2492 #endif
2493
2494 extern __printf(3, 4)
2495 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2496
2497 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2498
2499 /* page_alloc.c */
2500 extern int min_free_kbytes;
2501 extern int watermark_boost_factor;
2502 extern int watermark_scale_factor;
2503 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2504
2505 /* nommu.c */
2506 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2507 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2508
2509 /* interval_tree.c */
2510 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2511                               struct rb_root_cached *root);
2512 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2513                                     struct vm_area_struct *prev,
2514                                     struct rb_root_cached *root);
2515 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2516                               struct rb_root_cached *root);
2517 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2518                                 unsigned long start, unsigned long last);
2519 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2520                                 unsigned long start, unsigned long last);
2521
2522 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2523         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2524              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2525
2526 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2527                                    struct rb_root_cached *root);
2528 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2529                                    struct rb_root_cached *root);
2530 struct anon_vma_chain *
2531 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2532                                   unsigned long start, unsigned long last);
2533 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2534         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2535 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2536 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2537 #endif
2538
2539 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2540         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2541              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2542
2543 /* mmap.c */
2544 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2545 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2546         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2547         struct vm_area_struct *expand);
2548 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2549         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2550 {
2551         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2552 }
2553 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2554         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2555         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2556         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2557 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2558 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2559         unsigned long addr, int new_below);
2560 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2561         unsigned long addr, int new_below);
2562 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2563 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2564         struct rb_node **, struct rb_node *);
2565 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2566 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2567         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2568         bool *need_rmap_locks);
2569 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2570
2571 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2572                                     unsigned long new,
2573                                     unsigned long start,
2574                                     unsigned long end_data,
2575                                     unsigned long start_data)
2576 {
2577         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2578                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2579                         return -ENOSPC;
2580         }
2581
2582         return 0;
2583 }
2584
2585 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2586 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2587
2588 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2589 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2590 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2591
2592 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2593 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2594
2595 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2596                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2597 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2598                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2599                                    unsigned long flags,
2600                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2601 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2602 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2603                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2604                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2605
2606 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2607
2608 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2609
2610 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2611         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2612         struct list_head *uf);
2613 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2614         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2615         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2616 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2617                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2618 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2619                      struct list_head *uf);
2620 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2621
2622 #ifdef CONFIG_MMU
2623 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2624                          int ignore_errors);
2625 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2626 {
2627         /* Ignore errors */
2628         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2629 }
2630 #else
2631 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2632 #endif
2633
2634 /* These take the mm semaphore themselves */
2635 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2636 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2637 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2638 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2639         unsigned long, unsigned long,
2640         unsigned long, unsigned long);
2641
2642 struct vm_unmapped_area_info {
2643 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2644         unsigned long flags;
2645         unsigned long length;
2646         unsigned long low_limit;
2647         unsigned long high_limit;
2648         unsigned long align_mask;
2649         unsigned long align_offset;
2650 };
2651
2652 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2653
2654 /* truncate.c */
2655 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2656 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2657                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2658 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2659
2660 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2661 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2662 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2663                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2664 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2665
2666 /* mm/page-writeback.c */
2667 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2668 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2669
2670 extern unsigned long stack_guard_gap;
2671 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2672 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2673
2674 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2675 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2676                 unsigned long address);
2677 #if VM_GROWSUP
2678 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2679 #else
2680   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2681 #endif
2682
2683 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2684 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2685 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2686                                              struct vm_area_struct **pprev);
2687
2688 /**
2689  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2690  * @mm: The process address space.
2691  * @start_addr: The inclusive start user address.
2692  * @end_addr: The exclusive end user address.
2693  *
2694  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2695  * start_addr < end_addr.
2696  */
2697 static inline
2698 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2699                                              unsigned long start_addr,
2700                                              unsigned long end_addr)
2701 {
2702         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2703
2704         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2705                 vma = NULL;
2706         return vma;
2707 }
2708
2709 /**
2710  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2711  * @mm: The process address space.
2712  * @addr: The user address.
2713  *
2714  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2715  */
2716 static inline
2717 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2718 {
2719         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2720
2721         if (vma && addr < vma->vm_start)
2722                 vma = NULL;
2723
2724         return vma;
2725 }
2726
2727 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2728 {
2729         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2730
2731         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2732                 vm_start -= stack_guard_gap;
2733                 if (vm_start > vma->vm_start)
2734                         vm_start = 0;
2735         }
2736         return vm_start;
2737 }
2738
2739 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2740 {
2741         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2742
2743         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2744                 vm_end += stack_guard_gap;
2745                 if (vm_end < vma->vm_end)
2746                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2747         }
2748         return vm_end;
2749 }
2750
2751 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2752 {
2753         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2754 }
2755
2756 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2757 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2758                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2759 {
2760         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2761
2762         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2763                 vma = NULL;
2764
2765         return vma;
2766 }
2767
2768 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2769                                 unsigned long start, unsigned long end)
2770 {
2771         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2772 }
2773
2774 #ifdef CONFIG_MMU
2775 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2776 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2777 #else
2778 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2779 {
2780         return __pgprot(0);
2781 }
2782 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2783 {
2784         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2785 }
2786 #endif
2787
2788 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2789
2790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2791 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2792                         unsigned long start, unsigned long end);
2793 #endif
2794
2795 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2796 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2797                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2798 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2799                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2800 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2801 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2802                         struct page **pages, unsigned long *num);
2803 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2804                                 unsigned long num);
2805 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2806                                 unsigned long num);
2807 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2808                         unsigned long pfn);
2809 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2810                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2811 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2812                         pfn_t pfn);
2813 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2814                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2815 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2816                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2817 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2818
2819 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2820                                 unsigned long addr, struct page *page)
2821 {
2822         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2823
2824         if (err == -ENOMEM)
2825                 return VM_FAULT_OOM;
2826         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2827                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2828
2829         return VM_FAULT_NOPAGE;
2830 }
2831
2832 #ifndef io_remap_pfn_range
2833 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2834                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2835                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2836 {
2837         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2838 }
2839 #endif
2840
2841 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2842 {
2843         if (err == -ENOMEM)
2844                 return VM_FAULT_OOM;
2845         return VM_FAULT_SIGBUS;
2846 }
2847
2848 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2849                          unsigned int foll_flags);
2850
2851 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2852 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2853 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2854 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2855 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2856 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2857                                  * and return without waiting upon it */
2858 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2859 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2860 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2861 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2862 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2863 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2864 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2865 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2866 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2867 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2868 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2869 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2870 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2871
2872 /*
2873  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2874  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2875  *
2876  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2877  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2878  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2879  *
2880  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2881  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2882  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2883  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2884  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2885  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2886  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2887  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2888  *
2889  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2890  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2891  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2892  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2893  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2894  *
2895  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2896  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2897  * FOLL_LONGTERM is specified.
2898  *
2899  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2900  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2901  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2902  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2903  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2904  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2905  * a call to unpin_user_page().
2906  *
2907  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2908  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2909  * its own acquire and release mechanisms:
2910  *
2911  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2912  *
2913  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2914  *
2915  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2916  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2917  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2918  * callers, not on the pages.)
2919  *
2920  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2921  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2922  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2923  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2924  *
2925  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2926  */
2927
2928 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2929 {
2930         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2931                 return -ENOMEM;
2932         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2933                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2934         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2935                 return -EFAULT;
2936         return 0;
2937 }
2938
2939 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2940 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2941                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2942 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2943                                    unsigned long address, unsigned long size,
2944                                    pte_fn_t fn, void *data);
2945
2946 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
2947 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2948 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
2949 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
2950 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
2951 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
2952 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
2953 {
2954         return _page_poisoning_enabled_early;
2955 }
2956 /*
2957  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
2958  * false negative result is not harmful when called too early.
2959  */
2960 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
2961 {
2962         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
2963 }
2964 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
2965 {
2966         if (page_poisoning_enabled_static())
2967                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
2968 }
2969 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
2970 {
2971         if (page_poisoning_enabled_static())
2972                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
2973 }
2974 #else
2975 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2976 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
2977 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
2978 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2979 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
2980 #endif
2981
2982 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2983 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2984 {
2985         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
2986                                 &init_on_alloc))
2987                 return true;
2988         return flags & __GFP_ZERO;
2989 }
2990
2991 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2992 static inline bool want_init_on_free(void)
2993 {
2994         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
2995                                    &init_on_free);
2996 }
2997
2998 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2999 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3000
3001 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3002 {
3003         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3004                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3009  * false negative result is not harmful when called too early.
3010  */
3011 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3012 {
3013         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3014                 return false;
3015
3016         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3017 }
3018
3019 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3020 /*
3021  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3022  * __kernel_map_pages() never fails
3023  */
3024 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3025
3026 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3027 {
3028         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3029                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3030 }
3031
3032 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3033 {
3034         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3035                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3036 }
3037 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3038 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3039 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3040 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3041
3042 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3043 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3044 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3045 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3046 #else
3047 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3048 {
3049         return NULL;
3050 }
3051 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3052 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3053 {
3054         return 0;
3055 }
3056 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3057
3058 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3059
3060 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3061 extern int sysctl_drop_caches;
3062 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3063                 loff_t *);
3064 #endif
3065
3066 void drop_slab(void);
3067 void drop_slab_node(int nid);
3068
3069 #ifndef CONFIG_MMU
3070 #define randomize_va_space 0
3071 #else
3072 extern int randomize_va_space;
3073 #endif
3074
3075 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3076 #ifdef CONFIG_MMU
3077 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3078 #else
3079 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3080 {
3081 }
3082 #endif
3083
3084 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3085                        unsigned long reuse);
3086 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3087                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3088
3089 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3090 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3091                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3092 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3093 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3094 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3095 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3096 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3097                             struct vmem_altmap *altmap);
3098 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3099 struct vmem_altmap;
3100 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3101                               struct vmem_altmap *altmap);
3102 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3103 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3104                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3105 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3106                 struct vmem_altmap *altmap);
3107 void vmemmap_populate_print_last(void);
3108 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3109 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3110                 struct vmem_altmap *altmap);
3111 #endif
3112 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3113                                   unsigned long nr_pages);
3114
3115 enum mf_flags {
3116         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3117         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3118         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3119         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3120 };
3121 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3122 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3123 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3124 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3125 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3126 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3127 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3128 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3129 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3130
3131
3132 /*
3133  * Error handlers for various types of pages.
3134  */
3135 enum mf_result {
3136         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3137         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3138         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3139         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3140 };
3141
3142 enum mf_action_page_type {
3143         MF_MSG_KERNEL,
3144         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3145         MF_MSG_SLAB,
3146         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3147         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3148         MF_MSG_HUGE,
3149         MF_MSG_FREE_HUGE,
3150         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3151         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3152         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3153         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3154         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3155         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3156         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3157         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3158         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3159         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3160         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3161         MF_MSG_BUDDY,
3162         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3163         MF_MSG_DAX,
3164         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3165         MF_MSG_UNKNOWN,
3166 };
3167
3168 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3169 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3170                             unsigned long addr_hint,
3171                             unsigned int pages_per_huge_page);
3172 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3173                                 unsigned long addr_hint,
3174                                 struct vm_area_struct *vma,
3175                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3176 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3177                                 const void __user *usr_src,
3178                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3179                                 bool allow_pagefault);
3180
3181 /**
3182  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3183  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3184  *
3185  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3186  * the definition in vm_normal_page().
3187  *
3188  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3189  * false otherwise.
3190  */
3191 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3192 {
3193         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3194                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3195 }
3196
3197 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3198
3199 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3200 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3201 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3202
3203 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3204 {
3205         return _debug_guardpage_minorder;
3206 }
3207
3208 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3209 {
3210         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3211 }
3212
3213 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3214 {
3215         if (!debug_guardpage_enabled())
3216                 return false;
3217
3218         return PageGuard(page);
3219 }
3220 #else
3221 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3222 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3223 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3224 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3225
3226 #if MAX_NUMNODES > 1
3227 void __init setup_nr_node_ids(void);
3228 #else
3229 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3230 #endif
3231
3232 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3233
3234 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3235 {
3236         return !memcmp_pages(page1, page2);
3237 }
3238
3239 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3240 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3241                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3242                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3243                                                 unsigned long *bitmap,
3244                                                 pgoff_t *start,
3245                                                 pgoff_t *end);
3246
3247 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3248                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3249 #endif
3250
3251 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3252
3253 #ifdef CONFIG_PRINTK
3254 void mem_dump_obj(void *object);
3255 #else
3256 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3257 #endif
3258
3259 /**
3260  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3261  * @seals: the seals to check
3262  * @vma: the vma to operate on
3263  *
3264  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3265  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3266  */
3267 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3268 {
3269         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3270                 /*
3271                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3272                  * "future write" seal active.
3273                  */
3274                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3275                         return -EPERM;
3276
3277                 /*
3278                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3279                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3280                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3281                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3282                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3283                  */
3284                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3285                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3286         }
3287
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 #endif /* __KERNEL__ */
3292 #endif /* _LINUX_MM_H */