611f19dd471d5038b20e7b7b73fa3fb052b2709b
[linux-2.6-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/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern unsigned long totalram_pages;
52 extern void * high_memory;
53 extern int page_cluster;
54
55 #ifdef CONFIG_SYSCTL
56 extern int sysctl_legacy_va_layout;
57 #else
58 #define sysctl_legacy_va_layout 0
59 #endif
60
61 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
62 extern const int mmap_rnd_bits_min;
63 extern const int mmap_rnd_bits_max;
64 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
65 #endif
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
68 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
69 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
70 #endif
71
72 #include <asm/page.h>
73 #include <asm/pgtable.h>
74 #include <asm/processor.h>
75
76 #ifndef __pa_symbol
77 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
78 #endif
79
80 #ifndef page_to_virt
81 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
82 #endif
83
84 #ifndef lm_alias
85 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
86 #endif
87
88 /*
89  * To prevent common memory management code establishing
90  * a zero page mapping on a read fault.
91  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
92  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
93  * related to the physical page in case of virtualization.
94  */
95 #ifndef mm_forbids_zeropage
96 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
97 #endif
98
99 /*
100  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
101  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
102  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
103  */
104 #ifndef mm_zero_struct_page
105 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
106 #endif
107
108 /*
109  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
110  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
111  * problem.
112  *
113  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
114  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
115  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
116  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
117  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
118  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
119  *
120  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
121  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
122  * that.
123  */
124 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
125 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
126
127 extern int sysctl_max_map_count;
128
129 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
130 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
131
132 extern int sysctl_overcommit_memory;
133 extern int sysctl_overcommit_ratio;
134 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
135
136 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
137                                     size_t *, loff_t *);
138 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
139                                     size_t *, loff_t *);
140
141 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
142
143 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
144 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
145
146 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
147 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
148
149 /*
150  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
151  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
152  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
153  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
154  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
155  * mmap() functions).
156  */
157
158 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
159
160 #ifndef CONFIG_MMU
161 extern struct rb_root nommu_region_tree;
162 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
163
164 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
165 #endif
166
167 /*
168  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
169  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
170  */
171 #define VM_NONE         0x00000000
172
173 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
174 #define VM_WRITE        0x00000002
175 #define VM_EXEC         0x00000004
176 #define VM_SHARED       0x00000008
177
178 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
179 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
180 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
181 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
182 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
183
184 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
185 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
186 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
187 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
188 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
189
190 #define VM_LOCKED       0x00002000
191 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
192
193                                         /* Used by sys_madvise() */
194 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
195 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
196
197 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
198 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
199 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
200 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
201 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
202 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
203 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
204 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
205 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
206 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
207
208 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
209 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
210 #else
211 # define VM_SOFTDIRTY   0
212 #endif
213
214 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
215 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
216 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
217 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
218
219 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
220 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
221 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
225 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
226 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
227 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
228 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
229 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
230 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
231
232 #if defined(CONFIG_X86)
233 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
234 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
235 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
236 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
237 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
238 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
239 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
240 #endif
241 #elif defined(CONFIG_PPC)
242 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
243 #elif defined(CONFIG_PARISC)
244 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
245 #elif defined(CONFIG_IA64)
246 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
247 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
248 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
249 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
250 #elif !defined(CONFIG_MMU)
251 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
252 #endif
253
254 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
255 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
256 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
257 #else
258 # define VM_MPX         VM_NONE
259 #endif
260
261 #ifndef VM_GROWSUP
262 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
263 #endif
264
265 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
266 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
267
268 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
269 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
270 #endif
271
272 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
273 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
274 #else
275 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
276 #endif
277
278 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
279
280 /*
281  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
282  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
283  */
284 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
285
286 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
287 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
288
289 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
290 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
291
292 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
293 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
294 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
295 #endif
296 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
297
298 /*
299  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
300  * low four bits) to a page protection mask..
301  */
302 extern pgprot_t protection_map[16];
303
304 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
305 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
306 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
307 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
308 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
309 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
310 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
311 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
312 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
313
314 #define FAULT_FLAG_TRACE \
315         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
316         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
317         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
318         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
319         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
320         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
321         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
322         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
323         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
324
325 /*
326  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
327  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
328  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
329  *
330  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
331  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
332  *
333  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
334  */
335 struct vm_fault {
336         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
337         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
338         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
339         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
340         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
341         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
342                                          * the 'address' */
343         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
344                                          * the 'address'
345                                          */
346         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
347
348         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
349         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
350         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
351                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
352                                          * is set (which is also implied by
353                                          * VM_FAULT_ERROR).
354                                          */
355         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
356         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
357                                          * the 'address'. NULL if the page
358                                          * table hasn't been allocated.
359                                          */
360         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
361                                          * Protects pte page table if 'pte'
362                                          * is not NULL, otherwise pmd.
363                                          */
364         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
365                                          * vm_ops->map_pages() calls
366                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
367                                          * do_fault_around() pre-allocates
368                                          * page table to avoid allocation from
369                                          * atomic context.
370                                          */
371 };
372
373 /* page entry size for vm->huge_fault() */
374 enum page_entry_size {
375         PE_SIZE_PTE = 0,
376         PE_SIZE_PMD,
377         PE_SIZE_PUD,
378 };
379
380 /*
381  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
382  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
383  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
384  */
385 struct vm_operations_struct {
386         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
387         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
388         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
389         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
390         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
391         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
392                         enum page_entry_size pe_size);
393         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
394                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
395         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
396
397         /* notification that a previously read-only page is about to become
398          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
399         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
400
401         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
402         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
403
404         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
405          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
406          */
407         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
408                       void *buf, int len, int write);
409
410         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
411          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
412          * vma to be dumped unconditionally. */
413         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
414
415 #ifdef CONFIG_NUMA
416         /*
417          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
418          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
419          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
420          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
421          * mempolicy.
422          */
423         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
424
425         /*
426          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
427          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
428          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
429          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
430          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
431          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
432          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
433          * policy.
434          */
435         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
436                                         unsigned long addr);
437 #endif
438         /*
439          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
440          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
441          * (using pte_page()) would not find the correct page.
442          */
443         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
444                                           unsigned long addr);
445 };
446
447 struct mmu_gather;
448 struct inode;
449
450 #define page_private(page)              ((page)->private)
451 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
452
453 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
454 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
455 {
456         return 0;
457 }
458 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
459 {
460         return 0;
461 }
462 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
463 {
464         return 0;
465 }
466 #endif
467
468 /*
469  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
470  * files which need it (119 of them)
471  */
472 #include <linux/page-flags.h>
473 #include <linux/huge_mm.h>
474
475 /*
476  * Methods to modify the page usage count.
477  *
478  * What counts for a page usage:
479  * - cache mapping   (page->mapping)
480  * - private data    (page->private)
481  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
482  *   is counted separately
483  *
484  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
485  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
486  */
487
488 /*
489  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
490  */
491 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
492 {
493         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
494         return page_ref_dec_and_test(page);
495 }
496
497 /*
498  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
499  * that is the case.
500  * This can be called when MMU is off so it must not access
501  * any of the virtual mappings.
502  */
503 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
504 {
505         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
506 }
507
508 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
509
510 enum {
511         REGION_INTERSECTS,
512         REGION_DISJOINT,
513         REGION_MIXED,
514 };
515
516 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
517                       unsigned long desc);
518
519 /* Support for virtually mapped pages */
520 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
521 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
522
523 /*
524  * Determine if an address is within the vmalloc range
525  *
526  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
527  * is no special casing required.
528  */
529 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
530 {
531 #ifdef CONFIG_MMU
532         unsigned long addr = (unsigned long)x;
533
534         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
535 #else
536         return false;
537 #endif
538 }
539 #ifdef CONFIG_MMU
540 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
541 #else
542 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
543 {
544         return 0;
545 }
546 #endif
547
548 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
549 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
550 {
551         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
552 }
553 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
554 {
555         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
556 }
557 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
558 {
559         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
560 }
561
562 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
563 {
564         size_t bytes;
565
566         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
567                 return NULL;
568
569         return kvmalloc(bytes, flags);
570 }
571
572 extern void kvfree(const void *addr);
573
574 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
575 {
576         return &page[1].compound_mapcount;
577 }
578
579 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
580 {
581         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
582         page = compound_head(page);
583         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
584 }
585
586 /*
587  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
588  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
589  * and atomic_add_negative(-1).
590  */
591 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
592 {
593         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
594 }
595
596 int __page_mapcount(struct page *page);
597
598 static inline int page_mapcount(struct page *page)
599 {
600         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
601
602         if (unlikely(PageCompound(page)))
603                 return __page_mapcount(page);
604         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
608 int total_mapcount(struct page *page);
609 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
610 #else
611 static inline int total_mapcount(struct page *page)
612 {
613         return page_mapcount(page);
614 }
615 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
616                                            int *total_mapcount)
617 {
618         int mapcount = page_mapcount(page);
619         if (total_mapcount)
620                 *total_mapcount = mapcount;
621         return mapcount;
622 }
623 #endif
624
625 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
626 {
627         struct page *page = virt_to_page(x);
628
629         return compound_head(page);
630 }
631
632 void __put_page(struct page *page);
633
634 void put_pages_list(struct list_head *pages);
635
636 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
637
638 /*
639  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
640  * prototype for that function and accessor functions.
641  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
642  */
643 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
644
645 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
646 enum compound_dtor_id {
647         NULL_COMPOUND_DTOR,
648         COMPOUND_PAGE_DTOR,
649 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
650         HUGETLB_PAGE_DTOR,
651 #endif
652 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
653         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
654 #endif
655         NR_COMPOUND_DTORS,
656 };
657 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
658
659 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
660                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
661 {
662         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
663         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
664 }
665
666 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
667 {
668         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
669         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
670 }
671
672 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
673 {
674         if (!PageHead(page))
675                 return 0;
676         return page[1].compound_order;
677 }
678
679 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
680 {
681         page[1].compound_order = order;
682 }
683
684 void free_compound_page(struct page *page);
685
686 #ifdef CONFIG_MMU
687 /*
688  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
689  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
690  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
691  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
692  */
693 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
694 {
695         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
696                 pte = pte_mkwrite(pte);
697         return pte;
698 }
699
700 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
701                 struct page *page);
702 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
703 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
704 #endif
705
706 /*
707  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
708  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
709  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
710  * only one copy in memory, at most, normally.
711  *
712  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
713  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
714  *   freelist management in the buddy allocator.
715  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
716  *
717  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
718  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
719  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
720  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
721  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
722  *
723  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
724  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
725  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
726  * and page->virtual store page management information, but all other fields
727  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
728  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
729  * subsequently been given references to it.
730  *
731  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
732  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
733  * The following discussion applies only to them.
734  *
735  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
736  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
737  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
738  * into the filesystem to release these pages.
739  *
740  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
741  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
742  * in units of PAGE_SIZE.
743  *
744  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
745  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
746  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
747  *
748  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
749  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
750  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
751  *
752  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
753  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
754  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
755  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
756  *
757  * All pagecache pages may be subject to I/O:
758  * - inode pages may need to be read from disk,
759  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
760  *   to be written back to the inode on disk,
761  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
762  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
763  *   back into memory.
764  */
765
766 /*
767  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
768  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
769  */
770
771 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
772 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
773 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
774 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
775 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
776
777 /*
778  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
779  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
780  * the compiler will optimise away reference to them.
781  */
782 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
783 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
784 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
785 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
786
787 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
788 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
789 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
790 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
791                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
792 #else
793 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
794 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
795                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
796 #endif
797
798 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
799
800 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
801 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
802 #endif
803
804 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
805 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
806 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
807 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
808 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
809
810 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
811 {
812         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
813 }
814
815 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
816 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
817 {
818         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
819 }
820 #else
821 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
822 {
823         return false;
824 }
825 #endif
826
827 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
828 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
829 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
830 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
831 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
832 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
833 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
834 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
835 {
836 }
837 #define IS_HMM_ENABLED 0
838 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
839 {
840         return false;
841 }
842 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
843 {
844         return false;
845 }
846 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
847
848
849 static inline void get_page(struct page *page)
850 {
851         page = compound_head(page);
852         /*
853          * Getting a normal page or the head of a compound page
854          * requires to already have an elevated page->_refcount.
855          */
856         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
857         page_ref_inc(page);
858 }
859
860 static inline void put_page(struct page *page)
861 {
862         page = compound_head(page);
863
864         /*
865          * For private device pages we need to catch refcount transition from
866          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
867          * free and we need to inform the device driver through callback. See
868          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
869          */
870         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
871             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
872                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
873                 return;
874         }
875
876         if (put_page_testzero(page))
877                 __put_page(page);
878 }
879
880 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
881 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
882 #endif
883
884 /*
885  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
886  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
887  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
888  * node id available in page flags.
889  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
890  * pages in a zone.
891  */
892 static inline int page_zone_id(struct page *page)
893 {
894         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
895 }
896
897 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
898 {
899 #ifdef CONFIG_NUMA
900         return zone->node;
901 #else
902         return 0;
903 #endif
904 }
905
906 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
907 extern int page_to_nid(const struct page *page);
908 #else
909 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
910 {
911         struct page *p = (struct page *)page;
912
913         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
914 }
915 #endif
916
917 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
918 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
919 {
920         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
921 }
922
923 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
924 {
925         return cpupid & LAST__PID_MASK;
926 }
927
928 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
929 {
930         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
931 }
932
933 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
934 {
935         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
936 }
937
938 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
939 {
940         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
941 }
942
943 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
944 {
945         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
946 }
947
948 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
949 {
950         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
951 }
952
953 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
954 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
955 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
956 {
957         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
958 }
959
960 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
961 {
962         return page->_last_cpupid;
963 }
964 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
965 {
966         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
967 }
968 #else
969 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
970 {
971         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
972 }
973
974 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
975
976 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
977 {
978         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
979 }
980 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
981 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
982 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
983 {
984         return page_to_nid(page); /* XXX */
985 }
986
987 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
988 {
989         return page_to_nid(page); /* XXX */
990 }
991
992 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
993 {
994         return -1;
995 }
996
997 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
998 {
999         return -1;
1000 }
1001
1002 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1003 {
1004         return -1;
1005 }
1006
1007 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1008 {
1009         return -1;
1010 }
1011
1012 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1013 {
1014         return 1;
1015 }
1016
1017 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1018 {
1019 }
1020
1021 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1022 {
1023         return false;
1024 }
1025 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1026
1027 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1028 {
1029         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1030 }
1031
1032 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1033 {
1034         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1035 }
1036
1037 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1038 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1039 {
1040         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1041         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1042 }
1043
1044 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1045 {
1046         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1047 }
1048 #endif
1049
1050 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1051 {
1052         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1053         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1054 }
1055
1056 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1057 {
1058         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1059         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1060 }
1061
1062 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1063         unsigned long node, unsigned long pfn)
1064 {
1065         set_page_zone(page, zone);
1066         set_page_node(page, node);
1067 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1068         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1069 #endif
1070 }
1071
1072 #ifdef CONFIG_MEMCG
1073 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1074 {
1075         return page->mem_cgroup;
1076 }
1077 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1078 {
1079         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1080         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1081 }
1082 #else
1083 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1084 {
1085         return NULL;
1086 }
1087 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1088 {
1089         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1090         return NULL;
1091 }
1092 #endif
1093
1094 /*
1095  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1096  */
1097 #include <linux/vmstat.h>
1098
1099 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1100 {
1101         return page_to_virt(page);
1102 }
1103
1104 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1105 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1106 #endif
1107
1108 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1109 static inline void *page_address(const struct page *page)
1110 {
1111         return page->virtual;
1112 }
1113 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1114 {
1115         page->virtual = address;
1116 }
1117 #define page_address_init()  do { } while(0)
1118 #endif
1119
1120 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1121 void *page_address(const struct page *page);
1122 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1123 void page_address_init(void);
1124 #endif
1125
1126 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1127 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1128 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1129 #define page_address_init()  do { } while(0)
1130 #endif
1131
1132 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1133 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1134 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1135
1136 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1137
1138 static inline
1139 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1140 {
1141         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1142                 return __page_file_mapping(page);
1143
1144         return page->mapping;
1145 }
1146
1147 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1148
1149 /*
1150  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1151  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1152  */
1153 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1154 {
1155         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1156                 return __page_file_index(page);
1157         return page->index;
1158 }
1159
1160 bool page_mapped(struct page *page);
1161 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1162 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1163
1164 /*
1165  * Return true only if the page has been allocated with
1166  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1167  * met implying that the system is under some pressure.
1168  */
1169 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1170 {
1171         /*
1172          * Page index cannot be this large so this must be
1173          * a pfmemalloc page.
1174          */
1175         return page->index == -1UL;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1180  * page.
1181  */
1182 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1183 {
1184         page->index = -1UL;
1185 }
1186
1187 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1188 {
1189         page->index = 0;
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1194  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1195  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1196  */
1197
1198 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1199 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1200 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1201 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1202 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1203 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1204 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1205
1206 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1207 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1208 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1209 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1210 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1211 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1212                                          * and needs fsync() to complete (for
1213                                          * synchronous page faults in DAX) */
1214
1215 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1216                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1217                          VM_FAULT_FALLBACK)
1218
1219 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1220         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1221         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1222         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1223         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1224         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1225         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1226         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1227         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1228         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1229         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1230         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1231         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1232         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1233
1234 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1235 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1236 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1237
1238 /*
1239  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1240  */
1241 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1242
1243 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1244
1245 /*
1246  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1247  * various contexts.
1248  */
1249 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1250
1251 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1252
1253 extern bool can_do_mlock(void);
1254 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1255 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1256
1257 /*
1258  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1259  */
1260 struct zap_details {
1261         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1262         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1263         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1264 };
1265
1266 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1267                              pte_t pte, bool with_public_device);
1268 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1269
1270 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1271                                 pmd_t pmd);
1272
1273 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1274                 unsigned long size);
1275 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1276                 unsigned long size);
1277 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1278                 unsigned long start, unsigned long end);
1279
1280 /**
1281  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1282  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1283  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1284  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1285  *             regular PUDs.
1286  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1287  *             this handler is required to be able to handle
1288  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1289  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1290  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1291  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1292  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1293  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1294  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1295  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1296  *             and a negative one means "abort current page table walk
1297  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1298  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1299  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1300  * @private:   private data for callbacks' usage
1301  *
1302  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1303  */
1304 struct mm_walk {
1305         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1306                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1307         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1308                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1309         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1310                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1311         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1312                         struct mm_walk *walk);
1313         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1314                              unsigned long addr, unsigned long next,
1315                              struct mm_walk *walk);
1316         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1317                         struct mm_walk *walk);
1318         struct mm_struct *mm;
1319         struct vm_area_struct *vma;
1320         void *private;
1321 };
1322
1323 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1324                 struct mm_walk *walk);
1325 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1326 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1327                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1328 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1329                         struct vm_area_struct *vma);
1330 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1331                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1332                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1333 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1334         unsigned long *pfn);
1335 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1336                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1337 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1338                         void *buf, int len, int write);
1339
1340 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1341 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1342 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1343 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1344 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1345 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1346 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1347
1348 #ifdef CONFIG_MMU
1349 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1350                 unsigned int flags);
1351 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1352                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1353                             bool *unlocked);
1354 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1355                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1356 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1357                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1358 #else
1359 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1360                 unsigned long address, unsigned int flags)
1361 {
1362         /* should never happen if there's no MMU */
1363         BUG();
1364         return VM_FAULT_SIGBUS;
1365 }
1366 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1367                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1368                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1369 {
1370         /* should never happen if there's no MMU */
1371         BUG();
1372         return -EFAULT;
1373 }
1374 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1375                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1376 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1377                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1378 #endif
1379
1380 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1381                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1382 {
1383         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1384 }
1385
1386 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1387                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1388 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1389                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1390 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1391                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1392
1393 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1394                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1395                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1396                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1397 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1398                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1399                             struct vm_area_struct **vmas);
1400 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1401                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1402 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1403                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1404 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1405 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1406                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1407                             struct vm_area_struct **vmas);
1408 #else
1409 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1410                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1411                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1412 {
1413         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1414 }
1415 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1416
1417 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1418                         struct page **pages);
1419
1420 /* Container for pinned pfns / pages */
1421 struct frame_vector {
1422         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1423         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1424         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1425         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1426         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1427                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1428                                  * for access */
1429 };
1430
1431 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1432 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1433 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1434                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1435 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1436 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1437 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1438
1439 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1440 {
1441         return vec->nr_frames;
1442 }
1443
1444 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1445 {
1446         if (vec->is_pfns) {
1447                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1448
1449                 if (err)
1450                         return ERR_PTR(err);
1451         }
1452         return (struct page **)(vec->ptrs);
1453 }
1454
1455 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1456 {
1457         if (!vec->is_pfns)
1458                 frame_vector_to_pfns(vec);
1459         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1460 }
1461
1462 struct kvec;
1463 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1464                         struct page **pages);
1465 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1466 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1467
1468 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1469 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1470                               unsigned int length);
1471
1472 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1473 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1474 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1475 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1476                                 struct page *page);
1477 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1478 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1479                           struct bdi_writeback *wb);
1480 int set_page_dirty(struct page *page);
1481 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1482 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1483 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1484 {
1485         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1486         if (PageDirty(page))
1487                 __cancel_dirty_page(page);
1488 }
1489 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1490
1491 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1492
1493 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1494 {
1495         return !vma->vm_ops;
1496 }
1497
1498 #ifdef CONFIG_SHMEM
1499 /*
1500  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1501  * paths in userfault.
1502  */
1503 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1504 #else
1505 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1506 #endif
1507
1508 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1509
1510 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1511                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1512                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1513                 bool need_rmap_locks);
1514 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1515                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1516                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1517 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1518                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1519                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1520
1521 /*
1522  * doesn't attempt to fault and will return short.
1523  */
1524 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1525                           struct page **pages);
1526 /*
1527  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1528  */
1529 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1530 {
1531         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1532
1533 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1534         /*
1535          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1536          * But it's never be expected number for users.
1537          */
1538         if (val < 0)
1539                 val = 0;
1540 #endif
1541         return (unsigned long)val;
1542 }
1543
1544 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1545 {
1546         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1547 }
1548
1549 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1550 {
1551         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1552 }
1553
1554 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1555 {
1556         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1557 }
1558
1559 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1560 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1561 {
1562         if (PageSwapBacked(page))
1563                 return MM_SHMEMPAGES;
1564         return MM_FILEPAGES;
1565 }
1566
1567 static inline int mm_counter(struct page *page)
1568 {
1569         if (PageAnon(page))
1570                 return MM_ANONPAGES;
1571         return mm_counter_file(page);
1572 }
1573
1574 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1575 {
1576         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1577                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1578                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1579 }
1580
1581 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1582 {
1583         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1584 }
1585
1586 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1587 {
1588         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1589 }
1590
1591 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1592 {
1593         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1594
1595         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1596                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1597 }
1598
1599 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1600 {
1601         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1602                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1603 }
1604
1605 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1606 {
1607         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1608 }
1609
1610 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1611                                          struct mm_struct *mm)
1612 {
1613         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1614
1615         if (*maxrss < hiwater_rss)
1616                 *maxrss = hiwater_rss;
1617 }
1618
1619 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1620 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1621 #else
1622 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1623 {
1624 }
1625 #endif
1626
1627 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1628 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1629 {
1630         return 0;
1631 }
1632 #endif
1633
1634 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1635
1636 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1637                                spinlock_t **ptl);
1638 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1639                                     spinlock_t **ptl)
1640 {
1641         pte_t *ptep;
1642         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1643         return ptep;
1644 }
1645
1646 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1647 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1648                                                 unsigned long address)
1649 {
1650         return 0;
1651 }
1652 #else
1653 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1654 #endif
1655
1656 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1657 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1658                                                 unsigned long address)
1659 {
1660         return 0;
1661 }
1662 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1663 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1664
1665 #else
1666 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1667
1668 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1669 {
1670         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1671 }
1672
1673 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1674 {
1675         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1676 }
1677 #endif
1678
1679 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1680 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1681                                                 unsigned long address)
1682 {
1683         return 0;
1684 }
1685
1686 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1687 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1688
1689 #else
1690 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1691
1692 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1693 {
1694         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1695 }
1696
1697 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1698 {
1699         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1700 }
1701 #endif
1702
1703 #ifdef CONFIG_MMU
1704 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1705 {
1706         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1707 }
1708
1709 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1710 {
1711         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1712 }
1713
1714 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1715 {
1716         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1717 }
1718
1719 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1720 {
1721         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1722 }
1723 #else
1724
1725 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1726 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1727 {
1728         return 0;
1729 }
1730
1731 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1732 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1733 #endif
1734
1735 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1736 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1737
1738 /*
1739  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1740  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1741  */
1742 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1743
1744 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1745 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1746                 unsigned long address)
1747 {
1748         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1749                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1750 }
1751
1752 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1753                 unsigned long address)
1754 {
1755         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1756                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1757 }
1758 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1759
1760 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1761 {
1762         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1763                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1764 }
1765 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1766
1767 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1768 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1769 void __init ptlock_cache_init(void);
1770 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1771 extern void ptlock_free(struct page *page);
1772
1773 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1774 {
1775         return page->ptl;
1776 }
1777 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1778 static inline void ptlock_cache_init(void)
1779 {
1780 }
1781
1782 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1783 {
1784         return true;
1785 }
1786
1787 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1788 {
1789 }
1790
1791 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1792 {
1793         return &page->ptl;
1794 }
1795 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1796
1797 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1798 {
1799         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1800 }
1801
1802 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1803 {
1804         /*
1805          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1806          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1807          *
1808          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1809          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1810          */
1811         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1812         if (!ptlock_alloc(page))
1813                 return false;
1814         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1815         return true;
1816 }
1817
1818 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1819 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1820 {
1821         page->mapping = NULL;
1822         ptlock_free(page);
1823 }
1824
1825 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1826 /*
1827  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1828  */
1829 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1830 {
1831         return &mm->page_table_lock;
1832 }
1833 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1834 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1835 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1836 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1837
1838 static inline void pgtable_init(void)
1839 {
1840         ptlock_cache_init();
1841         pgtable_cache_init();
1842 }
1843
1844 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1845 {
1846         if (!ptlock_init(page))
1847                 return false;
1848         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1849         return true;
1850 }
1851
1852 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1853 {
1854         pte_lock_deinit(page);
1855         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1856 }
1857
1858 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1859 ({                                                      \
1860         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1861         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1862         *(ptlp) = __ptl;                                \
1863         spin_lock(__ptl);                               \
1864         __pte;                                          \
1865 })
1866
1867 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1868         spin_unlock(ptl);                               \
1869         pte_unmap(pte);                                 \
1870 } while (0)
1871
1872 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1873         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1874
1875 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1876         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1877
1878 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1879         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1880                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1881
1882 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1883         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1884                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1885
1886 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1887
1888 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1889 {
1890         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1891         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1892 }
1893
1894 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1895 {
1896         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1897 }
1898
1899 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1900 {
1901 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1902         page->pmd_huge_pte = NULL;
1903 #endif
1904         return ptlock_init(page);
1905 }
1906
1907 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1908 {
1909 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1910         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1911 #endif
1912         ptlock_free(page);
1913 }
1914
1915 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1916
1917 #else
1918
1919 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1920 {
1921         return &mm->page_table_lock;
1922 }
1923
1924 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1925 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1926
1927 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1928
1929 #endif
1930
1931 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1932 {
1933         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1934         spin_lock(ptl);
1935         return ptl;
1936 }
1937
1938 /*
1939  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1940  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1941  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1942  * which need to be converted from page_table_lock.
1943  */
1944 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1945 {
1946         return &mm->page_table_lock;
1947 }
1948
1949 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1950 {
1951         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1952
1953         spin_lock(ptl);
1954         return ptl;
1955 }
1956
1957 extern void __init pagecache_init(void);
1958 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1959 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1960                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1961 extern void free_initmem(void);
1962
1963 /*
1964  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1965  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1966  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1967  * Return pages freed into the buddy system.
1968  */
1969 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1970                                         int poison, char *s);
1971
1972 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1973 /*
1974  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1975  * and totalram_pages.
1976  */
1977 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1978 #endif
1979
1980 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1981 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1982
1983 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1984
1985 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1986 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1987 {
1988         ClearPageReserved(page);
1989         init_page_count(page);
1990         __free_page(page);
1991 }
1992
1993 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1994 {
1995         __free_reserved_page(page);
1996         adjust_managed_page_count(page, 1);
1997 }
1998
1999 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2000 {
2001         SetPageReserved(page);
2002         adjust_managed_page_count(page, -1);
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2007  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2008  * range [0, UCHAR_MAX].
2009  * Return pages freed into the buddy system.
2010  */
2011 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2012 {
2013         extern char __init_begin[], __init_end[];
2014
2015         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2016                                   poison, "unused kernel");
2017 }
2018
2019 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2020 {
2021         int nid;
2022         unsigned long phys_pages = 0;
2023
2024         for_each_online_node(nid)
2025                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2026
2027         return phys_pages;
2028 }
2029
2030 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2031 /*
2032  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2033  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2034  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2035  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2036  * free_area_init_node()
2037  *
2038  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2039  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2040  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2041  * usage, an architecture is expected to do something like
2042  *
2043  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2044  *                                                       max_highmem_pfn};
2045  * for_each_valid_physical_page_range()
2046  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2047  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2048  *
2049  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2050  * registered physical page range.  Similarly
2051  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2052  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2053  *
2054  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2055  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2056  */
2057 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2058 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2059 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2060                                                 unsigned long end_pfn);
2061 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2062                                                 unsigned long end_pfn);
2063 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2064                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2065 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2066 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2067                                                 unsigned long max_low_pfn);
2068 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2069
2070 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2071
2072 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2073     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2074 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2075                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2076 {
2077         return 0;
2078 }
2079 #else
2080 /* please see mm/page_alloc.c */
2081 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2082 /* there is a per-arch backend function. */
2083 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2084                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2085 #endif
2086
2087 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
2088 void zero_resv_unavail(void);
2089 #else
2090 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2091 #endif
2092
2093 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2094 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2095                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2096 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2097 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2098 extern void mem_init(void);
2099 extern void __init mmap_init(void);
2100 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2101 extern long si_mem_available(void);
2102 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2103 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2104 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2105 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2106 #endif
2107
2108 extern __printf(3, 4)
2109 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2110
2111 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2112
2113 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2114 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2115
2116 /* page_alloc.c */
2117 extern int min_free_kbytes;
2118 extern int watermark_scale_factor;
2119
2120 /* nommu.c */
2121 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2122 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2123
2124 /* interval_tree.c */
2125 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2126                               struct rb_root_cached *root);
2127 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2128                                     struct vm_area_struct *prev,
2129                                     struct rb_root_cached *root);
2130 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2131                               struct rb_root_cached *root);
2132 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2133                                 unsigned long start, unsigned long last);
2134 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2135                                 unsigned long start, unsigned long last);
2136
2137 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2138         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2139              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2140
2141 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2142                                    struct rb_root_cached *root);
2143 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2144                                    struct rb_root_cached *root);
2145 struct anon_vma_chain *
2146 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2147                                   unsigned long start, unsigned long last);
2148 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2149         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2150 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2151 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2152 #endif
2153
2154 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2155         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2156              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2157
2158 /* mmap.c */
2159 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2160 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2161         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2162         struct vm_area_struct *expand);
2163 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2164         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2165 {
2166         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2167 }
2168 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2169         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2170         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2171         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2172 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2173 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2174         unsigned long addr, int new_below);
2175 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2176         unsigned long addr, int new_below);
2177 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2178 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2179         struct rb_node **, struct rb_node *);
2180 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2181 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2182         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2183         bool *need_rmap_locks);
2184 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2185
2186 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2187                                     unsigned long new,
2188                                     unsigned long start,
2189                                     unsigned long end_data,
2190                                     unsigned long start_data)
2191 {
2192         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2193                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2194                         return -ENOSPC;
2195         }
2196
2197         return 0;
2198 }
2199
2200 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2201 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2202
2203 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2204 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2205 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2206
2207 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2208 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2209
2210 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2211                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2212 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2213                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2214                                    unsigned long flags,
2215                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2216 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2217 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2218                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2219                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2220
2221 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2222
2223 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2224         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2225         struct list_head *uf);
2226 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2227         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2228         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2229         struct list_head *uf);
2230 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2231                      struct list_head *uf);
2232
2233 static inline unsigned long
2234 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2235         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2236         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2237         struct list_head *uf)
2238 {
2239         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2240 }
2241
2242 #ifdef CONFIG_MMU
2243 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2244                          int ignore_errors);
2245 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2246 {
2247         /* Ignore errors */
2248         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2249 }
2250 #else
2251 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2252 #endif
2253
2254 /* These take the mm semaphore themselves */
2255 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2256 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2257 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2258 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2259         unsigned long, unsigned long,
2260         unsigned long, unsigned long);
2261
2262 struct vm_unmapped_area_info {
2263 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2264         unsigned long flags;
2265         unsigned long length;
2266         unsigned long low_limit;
2267         unsigned long high_limit;
2268         unsigned long align_mask;
2269         unsigned long align_offset;
2270 };
2271
2272 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2273 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2274
2275 /*
2276  * Search for an unmapped address range.
2277  *
2278  * We are looking for a range that:
2279  * - does not intersect with any VMA;
2280  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2281  * - is at least the desired size.
2282  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2283  */
2284 static inline unsigned long
2285 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2286 {
2287         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2288                 return unmapped_area_topdown(info);
2289         else
2290                 return unmapped_area(info);
2291 }
2292
2293 /* truncate.c */
2294 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2295 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2296                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2297 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2298
2299 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2300 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2301 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2302                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2303 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2304
2305 /* mm/page-writeback.c */
2306 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2307 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2308
2309 /* readahead.c */
2310 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2311 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2312
2313 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2314                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2315
2316 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2317                                struct file_ra_state *ra,
2318                                struct file *filp,
2319                                pgoff_t offset,
2320                                unsigned long size);
2321
2322 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2323                                 struct file_ra_state *ra,
2324                                 struct file *filp,
2325                                 struct page *pg,
2326                                 pgoff_t offset,
2327                                 unsigned long size);
2328
2329 extern unsigned long stack_guard_gap;
2330 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2331 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2332
2333 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2334 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2335                 unsigned long address);
2336 #if VM_GROWSUP
2337 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2338 #else
2339   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2340 #endif
2341
2342 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2343 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2344 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2345                                              struct vm_area_struct **pprev);
2346
2347 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2348    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2349 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2350 {
2351         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2352
2353         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2354                 vma = NULL;
2355         return vma;
2356 }
2357
2358 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2359 {
2360         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2361
2362         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2363                 vm_start -= stack_guard_gap;
2364                 if (vm_start > vma->vm_start)
2365                         vm_start = 0;
2366         }
2367         return vm_start;
2368 }
2369
2370 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2371 {
2372         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2373
2374         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2375                 vm_end += stack_guard_gap;
2376                 if (vm_end < vma->vm_end)
2377                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2378         }
2379         return vm_end;
2380 }
2381
2382 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2383 {
2384         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2385 }
2386
2387 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2388 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2389                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2390 {
2391         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2392
2393         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2394                 vma = NULL;
2395
2396         return vma;
2397 }
2398
2399 #ifdef CONFIG_MMU
2400 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2401 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2402 #else
2403 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2404 {
2405         return __pgprot(0);
2406 }
2407 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2408 {
2409         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2410 }
2411 #endif
2412
2413 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2414 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2415                         unsigned long start, unsigned long end);
2416 #endif
2417
2418 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2419 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2420                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2421 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2422 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2423                         unsigned long pfn);
2424 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2425                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2426 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2427                         pfn_t pfn);
2428 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2429                         pfn_t pfn);
2430 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2431
2432 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2433                                 unsigned long addr, struct page *page)
2434 {
2435         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2436
2437         if (err == -ENOMEM)
2438                 return VM_FAULT_OOM;
2439         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2440                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2441
2442         return VM_FAULT_NOPAGE;
2443 }
2444
2445 static inline vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma,
2446                                 unsigned long addr, pfn_t pfn)
2447 {
2448         int err = vm_insert_mixed(vma, addr, pfn);
2449
2450         if (err == -ENOMEM)
2451                 return VM_FAULT_OOM;
2452         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2453                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2454
2455         return VM_FAULT_NOPAGE;
2456 }
2457
2458 static inline vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma,
2459                         unsigned long addr, unsigned long pfn)
2460 {
2461         int err = vm_insert_pfn(vma, addr, pfn);
2462
2463         if (err == -ENOMEM)
2464                 return VM_FAULT_OOM;
2465         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2466                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2467
2468         return VM_FAULT_NOPAGE;
2469 }
2470
2471 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2472 {
2473         if (err == -ENOMEM)
2474                 return VM_FAULT_OOM;
2475         return VM_FAULT_SIGBUS;
2476 }
2477
2478 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2479                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2480                               unsigned int *page_mask);
2481
2482 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2483                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2484 {
2485         unsigned int unused_page_mask;
2486         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2487 }
2488
2489 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2490 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2491 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2492 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2493 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2494 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2495                                  * and return without waiting upon it */
2496 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2497 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2498 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2499 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2500 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2501 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2502 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2503 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2504 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2505 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2506
2507 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2508 {
2509         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2510                 return -ENOMEM;
2511         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2512                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2513         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2514                 return -EFAULT;
2515         return 0;
2516 }
2517
2518 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2519                         void *data);
2520 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2521                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2522
2523
2524 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2525 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2526 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2527 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2528 #else
2529 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2530 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2531                                         int enable) { }
2532 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2533 #endif
2534
2535 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2536 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2537 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2538
2539 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2540 {
2541         return _debug_pagealloc_enabled;
2542 }
2543
2544 static inline void
2545 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2546 {
2547         if (!debug_pagealloc_enabled())
2548                 return;
2549
2550         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2551 }
2552 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2553 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2554 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2555 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2556 static inline void
2557 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2558 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2559 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2560 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2561 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2562 {
2563         return false;
2564 }
2565 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2566
2567 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2568 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2569 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2570 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2571 #else
2572 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2573 {
2574         return NULL;
2575 }
2576 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2577 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2578 {
2579         return 0;
2580 }
2581 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2582
2583 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2584
2585 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2586 extern int sysctl_drop_caches;
2587 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2588                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2589 #endif
2590
2591 void drop_slab(void);
2592 void drop_slab_node(int nid);
2593
2594 #ifndef CONFIG_MMU
2595 #define randomize_va_space 0
2596 #else
2597 extern int randomize_va_space;
2598 #endif
2599
2600 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2601 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2602
2603 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2604                                    unsigned long pnum_begin,
2605                                    unsigned long pnum_end,
2606                                    unsigned long map_count,
2607                                    int nodeid);
2608
2609 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2610                 struct vmem_altmap *altmap);
2611 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2612 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2613 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2614 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2615 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2616 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2617 struct vmem_altmap;
2618 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2619 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2620 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2621 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2622                                int node);
2623 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2624                 struct vmem_altmap *altmap);
2625 void vmemmap_populate_print_last(void);
2626 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2627 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2628                 struct vmem_altmap *altmap);
2629 #endif
2630 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2631                                   unsigned long nr_pages);
2632
2633 enum mf_flags {
2634         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2635         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2636         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2637         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2638 };
2639 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2640 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2641 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2642 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2643 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2644 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2645 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2646 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2647 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2648 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2649
2650
2651 /*
2652  * Error handlers for various types of pages.
2653  */
2654 enum mf_result {
2655         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2656         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2657         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2658         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2659 };
2660
2661 enum mf_action_page_type {
2662         MF_MSG_KERNEL,
2663         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2664         MF_MSG_SLAB,
2665         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2666         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2667         MF_MSG_HUGE,
2668         MF_MSG_FREE_HUGE,
2669         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2670         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2671         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2672         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2673         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2674         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2675         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2676         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2677         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2678         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2679         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2680         MF_MSG_BUDDY,
2681         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2682         MF_MSG_UNKNOWN,
2683 };
2684
2685 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2686 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2687                             unsigned long addr_hint,
2688                             unsigned int pages_per_huge_page);
2689 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2690                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2691                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2692 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2693                                 const void __user *usr_src,
2694                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2695                                 bool allow_pagefault);
2696 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2697
2698 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2699
2700 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2701 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2702 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2703
2704 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2705 {
2706         return _debug_guardpage_minorder;
2707 }
2708
2709 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2710 {
2711         return _debug_guardpage_enabled;
2712 }
2713
2714 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2715 {
2716         struct page_ext *page_ext;
2717
2718         if (!debug_guardpage_enabled())
2719                 return false;
2720
2721         page_ext = lookup_page_ext(page);
2722         if (unlikely(!page_ext))
2723                 return false;
2724
2725         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2726 }
2727 #else
2728 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2729 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2730 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2731 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2732
2733 #if MAX_NUMNODES > 1
2734 void __init setup_nr_node_ids(void);
2735 #else
2736 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2737 #endif
2738
2739 #endif /* __KERNEL__ */
2740 #endif /* _LINUX_MM_H */