mm: create ptdesc equivalents for pgtable_{pte,pmd}_page_{ctor,dtor}
[linux-block.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6 #include <linux/mmdebug.h>
7 #include <linux/gfp.h>
8 #include <linux/bug.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/atomic.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/mmap_lock.h>
16 #include <linux/range.h>
17 #include <linux/pfn.h>
18 #include <linux/percpu-refcount.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21 #include <linux/resource.h>
22 #include <linux/page_ext.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/page-flags.h>
25 #include <linux/page_ref.h>
26 #include <linux/overflow.h>
27 #include <linux/sizes.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/pgtable.h>
30 #include <linux/kasan.h>
31 #include <linux/memremap.h>
32 #include <linux/slab.h>
33
34 struct mempolicy;
35 struct anon_vma;
36 struct anon_vma_chain;
37 struct user_struct;
38 struct pt_regs;
39
40 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
41
42 void mm_core_init(void);
43 void init_mm_internals(void);
44
45 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
46 extern unsigned long max_mapnr;
47
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
49 {
50         max_mapnr = limit;
51 }
52 #else
53 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
54 #endif
55
56 extern atomic_long_t _totalram_pages;
57 static inline unsigned long totalram_pages(void)
58 {
59         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
60 }
61
62 static inline void totalram_pages_inc(void)
63 {
64         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
65 }
66
67 static inline void totalram_pages_dec(void)
68 {
69         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
70 }
71
72 static inline void totalram_pages_add(long count)
73 {
74         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
75 }
76
77 extern void * high_memory;
78 extern int page_cluster;
79 extern const int page_cluster_max;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/processor.h>
100
101 #ifndef __pa_symbol
102 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
103 #endif
104
105 #ifndef page_to_virt
106 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
107 #endif
108
109 #ifndef lm_alias
110 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
111 #endif
112
113 /*
114  * To prevent common memory management code establishing
115  * a zero page mapping on a read fault.
116  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
117  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
118  * related to the physical page in case of virtualization.
119  */
120 #ifndef mm_forbids_zeropage
121 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
122 #endif
123
124 /*
125  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
126  * If an architecture decides to implement their own version of
127  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
128  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
129  */
130 #if BITS_PER_LONG == 64
131 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 96
132  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
133  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
134  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
135  * this can result in several of the writes here being dropped.
136  */
137 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
138 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
139 {
140         unsigned long *_pp = (void *)page;
141
142          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, 80, 88 or 96 bytes */
143         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
144         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
145         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 96);
146
147         switch (sizeof(struct page)) {
148         case 96:
149                 _pp[11] = 0;
150                 fallthrough;
151         case 88:
152                 _pp[10] = 0;
153                 fallthrough;
154         case 80:
155                 _pp[9] = 0;
156                 fallthrough;
157         case 72:
158                 _pp[8] = 0;
159                 fallthrough;
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;
162                 fallthrough;
163         case 56:
164                 _pp[6] = 0;
165                 _pp[5] = 0;
166                 _pp[4] = 0;
167                 _pp[3] = 0;
168                 _pp[2] = 0;
169                 _pp[1] = 0;
170                 _pp[0] = 0;
171         }
172 }
173 #else
174 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
175 #endif
176
177 /*
178  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
179  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
180  * problem.
181  *
182  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
183  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
184  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
185  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
186  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
187  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
188  *
189  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
190  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
191  * that.
192  */
193 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
194 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
195
196 extern int sysctl_max_map_count;
197
198 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
199 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
200
201 extern int sysctl_overcommit_memory;
202 extern int sysctl_overcommit_ratio;
203 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
204
205 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
206                 loff_t *);
207 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
208                 loff_t *);
209 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
210                 loff_t *);
211
212 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
213 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
214 #define folio_page_idx(folio, p)        (page_to_pfn(p) - folio_pfn(folio))
215 #else
216 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
217 #define folio_page_idx(folio, p)        ((p) - &(folio)->page)
218 #endif
219
220 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
221 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
222
223 /* to align the pointer to the (prev) page boundary */
224 #define PAGE_ALIGN_DOWN(addr) ALIGN_DOWN(addr, PAGE_SIZE)
225
226 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
227 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
228
229 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
230 static inline struct folio *lru_to_folio(struct list_head *head)
231 {
232         return list_entry((head)->prev, struct folio, lru);
233 }
234
235 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
236                            void *end_data, void *brk);
237
238 /*
239  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
240  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
241  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
242  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
243  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
244  * mmap() functions).
245  */
246
247 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
248 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
249 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
250 /* Use only if VMA has no other users */
251 void __vm_area_free(struct vm_area_struct *vma);
252
253 #ifndef CONFIG_MMU
254 extern struct rb_root nommu_region_tree;
255 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
256
257 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
258 #endif
259
260 /*
261  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
262  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
263  */
264 #define VM_NONE         0x00000000
265
266 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
267 #define VM_WRITE        0x00000002
268 #define VM_EXEC         0x00000004
269 #define VM_SHARED       0x00000008
270
271 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
272 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
273 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
274 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
275 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
276
277 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
278 #ifdef CONFIG_MMU
279 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
280 #else /* CONFIG_MMU */
281 #define VM_MAYOVERLAY   0x00000200      /* nommu: R/O MAP_PRIVATE mapping that might overlay a file mapping */
282 #define VM_UFFD_MISSING 0
283 #endif /* CONFIG_MMU */
284 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
285 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
286
287 #define VM_LOCKED       0x00002000
288 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
289
290                                         /* Used by sys_madvise() */
291 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
292 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
293
294 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
295 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
296 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
297 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
298 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
299 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
300 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
301 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
302 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
303 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
304
305 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
306 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
307 #else
308 # define VM_SOFTDIRTY   0
309 #endif
310
311 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
312 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
313 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
314 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
315
316 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
317 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
318 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
319 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
320 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
321 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
322 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
323 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
324 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
325 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
326 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
327 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
328
329 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
330 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
331 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
332 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
333 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
334 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
335 #ifdef CONFIG_PPC
336 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
337 #else
338 # define VM_PKEY_BIT4  0
339 #endif
340 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
341
342 #if defined(CONFIG_X86)
343 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
344 #elif defined(CONFIG_PPC)
345 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
346 #elif defined(CONFIG_PARISC)
347 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
348 #elif defined(CONFIG_IA64)
349 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
350 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
351 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
352 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
353 #elif defined(CONFIG_ARM64)
354 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
355 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
356 #elif !defined(CONFIG_MMU)
357 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
358 #endif
359
360 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
361 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
362 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
363 #else
364 # define VM_MTE         VM_NONE
365 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
366 #endif
367
368 #ifndef VM_GROWSUP
369 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
373 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
374 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
375 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
376 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
378
379 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
380 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ | VM_STACK_EARLY)
381
382 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
383
384 /* Common data flag combinations */
385 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
386                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
387 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
388                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
389 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
390                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
391
392 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
393 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
394 #endif
395
396 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
397 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
401 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
402 #define VM_STACK_EARLY  VM_GROWSDOWN
403 #else
404 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
405 #define VM_STACK_EARLY  0
406 #endif
407
408 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
409
410 /* VMA basic access permission flags */
411 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
412
413
414 /*
415  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
416  */
417 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
418
419 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
420 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
421
422 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
423 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
424
425 /* This mask represents all the VMA flag bits used by mlock */
426 #define VM_LOCKED_MASK  (VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT)
427
428 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
429 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
430 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
431 #endif
432 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
433
434 /*
435  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
436  * low four bits) to a page protection mask..
437  */
438
439 /*
440  * The default fault flags that should be used by most of the
441  * arch-specific page fault handlers.
442  */
443 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
444                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
445                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
446
447 /**
448  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
449  * @flags: Fault flags.
450  *
451  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
452  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
453  * to change, in which case we can try to be polite to release the
454  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
455  * processes that would also want the mmap_lock.
456  *
457  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
458  * attempt of the fault handling; false otherwise.
459  */
460 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
461 {
462         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
463             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
464 }
465
466 #define FAULT_FLAG_TRACE \
467         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
468         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
469         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
470         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
471         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
472         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
473         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
474         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
475         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
476         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }, \
477         { FAULT_FLAG_VMA_LOCK,          "VMA_LOCK" }
478
479 /*
480  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
481  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
482  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
483  *
484  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
485  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
486  *
487  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
488  */
489 struct vm_fault {
490         const struct {
491                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
492                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
493                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
494                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address - masked */
495                 unsigned long real_address;     /* Faulting virtual address - unmasked */
496         };
497         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
498                                          * XXX: should really be 'const' */
499         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
500                                          * the 'address' */
501         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
502                                          * the 'address'
503                                          */
504         union {
505                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
506                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
507                                          * used by PMD fault only.
508                                          */
509         };
510
511         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
512         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
513                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
514                                          * is set (which is also implied by
515                                          * VM_FAULT_ERROR).
516                                          */
517         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
518         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
519                                          * the 'address'. NULL if the page
520                                          * table hasn't been allocated.
521                                          */
522         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
523                                          * Protects pte page table if 'pte'
524                                          * is not NULL, otherwise pmd.
525                                          */
526         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
527                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
528                                          * table from atomic context.
529                                          * do_fault_around() pre-allocates
530                                          * page table to avoid allocation from
531                                          * atomic context.
532                                          */
533 };
534
535 /* page entry size for vm->huge_fault() */
536 enum page_entry_size {
537         PE_SIZE_PTE = 0,
538         PE_SIZE_PMD,
539         PE_SIZE_PUD,
540 };
541
542 /*
543  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
544  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
545  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
546  */
547 struct vm_operations_struct {
548         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
549         /**
550          * @close: Called when the VMA is being removed from the MM.
551          * Context: User context.  May sleep.  Caller holds mmap_lock.
552          */
553         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
554         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
555         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
556         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
557         /*
558          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
559          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
560          * be modified.  Returns 0 if mprotect() can proceed.
561          */
562         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
563                         unsigned long end, unsigned long newflags);
564         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
565         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
566                         enum page_entry_size pe_size);
567         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
568                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
569         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
570
571         /* notification that a previously read-only page is about to become
572          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
573         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
574
575         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
576         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
577
578         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
579          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
580          * implementation useful for any iomem mapping.
581          */
582         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
583                       void *buf, int len, int write);
584
585         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
586          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
587          * vma to be dumped unconditionally. */
588         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
589
590 #ifdef CONFIG_NUMA
591         /*
592          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
593          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
594          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
595          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
596          * mempolicy.
597          */
598         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
599
600         /*
601          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
602          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
603          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
604          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
605          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
606          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
607          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
608          * policy.
609          */
610         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
611                                         unsigned long addr);
612 #endif
613         /*
614          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
615          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
616          * (using pte_page()) would not find the correct page.
617          */
618         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
619                                           unsigned long addr);
620 };
621
622 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
623 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma)
624 {
625         vma->numab_state = NULL;
626 }
627 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma)
628 {
629         kfree(vma->numab_state);
630 }
631 #else
632 static inline void vma_numab_state_init(struct vm_area_struct *vma) {}
633 static inline void vma_numab_state_free(struct vm_area_struct *vma) {}
634 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
635
636 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
637 /*
638  * Try to read-lock a vma. The function is allowed to occasionally yield false
639  * locked result to avoid performance overhead, in which case we fall back to
640  * using mmap_lock. The function should never yield false unlocked result.
641  */
642 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
643 {
644         /*
645          * Check before locking. A race might cause false locked result.
646          * We can use READ_ONCE() for the mm_lock_seq here, and don't need
647          * ACQUIRE semantics, because this is just a lockless check whose result
648          * we don't rely on for anything - the mm_lock_seq read against which we
649          * need ordering is below.
650          */
651         if (READ_ONCE(vma->vm_lock_seq) == READ_ONCE(vma->vm_mm->mm_lock_seq))
652                 return false;
653
654         if (unlikely(down_read_trylock(&vma->vm_lock->lock) == 0))
655                 return false;
656
657         /*
658          * Overflow might produce false locked result.
659          * False unlocked result is impossible because we modify and check
660          * vma->vm_lock_seq under vma->vm_lock protection and mm->mm_lock_seq
661          * modification invalidates all existing locks.
662          *
663          * We must use ACQUIRE semantics for the mm_lock_seq so that if we are
664          * racing with vma_end_write_all(), we only start reading from the VMA
665          * after it has been unlocked.
666          * This pairs with RELEASE semantics in vma_end_write_all().
667          */
668         if (unlikely(vma->vm_lock_seq == smp_load_acquire(&vma->vm_mm->mm_lock_seq))) {
669                 up_read(&vma->vm_lock->lock);
670                 return false;
671         }
672         return true;
673 }
674
675 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma)
676 {
677         rcu_read_lock(); /* keeps vma alive till the end of up_read */
678         up_read(&vma->vm_lock->lock);
679         rcu_read_unlock();
680 }
681
682 static bool __is_vma_write_locked(struct vm_area_struct *vma, int *mm_lock_seq)
683 {
684         mmap_assert_write_locked(vma->vm_mm);
685
686         /*
687          * current task is holding mmap_write_lock, both vma->vm_lock_seq and
688          * mm->mm_lock_seq can't be concurrently modified.
689          */
690         *mm_lock_seq = vma->vm_mm->mm_lock_seq;
691         return (vma->vm_lock_seq == *mm_lock_seq);
692 }
693
694 /*
695  * Begin writing to a VMA.
696  * Exclude concurrent readers under the per-VMA lock until the currently
697  * write-locked mmap_lock is dropped or downgraded.
698  */
699 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma)
700 {
701         int mm_lock_seq;
702
703         if (__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq))
704                 return;
705
706         down_write(&vma->vm_lock->lock);
707         /*
708          * We should use WRITE_ONCE() here because we can have concurrent reads
709          * from the early lockless pessimistic check in vma_start_read().
710          * We don't really care about the correctness of that early check, but
711          * we should use WRITE_ONCE() for cleanliness and to keep KCSAN happy.
712          */
713         WRITE_ONCE(vma->vm_lock_seq, mm_lock_seq);
714         up_write(&vma->vm_lock->lock);
715 }
716
717 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma)
718 {
719         int mm_lock_seq;
720
721         VM_BUG_ON_VMA(!__is_vma_write_locked(vma, &mm_lock_seq), vma);
722 }
723
724 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma, bool detached)
725 {
726         /* When detaching vma should be write-locked */
727         if (detached)
728                 vma_assert_write_locked(vma);
729         vma->detached = detached;
730 }
731
732 struct vm_area_struct *lock_vma_under_rcu(struct mm_struct *mm,
733                                           unsigned long address);
734
735 #else /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
736
737 static inline bool vma_start_read(struct vm_area_struct *vma)
738                 { return false; }
739 static inline void vma_end_read(struct vm_area_struct *vma) {}
740 static inline void vma_start_write(struct vm_area_struct *vma) {}
741 static inline void vma_assert_write_locked(struct vm_area_struct *vma)
742                 { mmap_assert_write_locked(vma->vm_mm); }
743 static inline void vma_mark_detached(struct vm_area_struct *vma,
744                                      bool detached) {}
745
746 static inline struct vm_area_struct *lock_vma_under_rcu(struct mm_struct *mm,
747                 unsigned long address)
748 {
749         return NULL;
750 }
751
752 #endif /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
753
754 extern const struct vm_operations_struct vma_dummy_vm_ops;
755
756 /*
757  * WARNING: vma_init does not initialize vma->vm_lock.
758  * Use vm_area_alloc()/vm_area_free() if vma needs locking.
759  */
760 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
761 {
762         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
763         vma->vm_mm = mm;
764         vma->vm_ops = &vma_dummy_vm_ops;
765         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
766         vma_mark_detached(vma, false);
767         vma_numab_state_init(vma);
768 }
769
770 /* Use when VMA is not part of the VMA tree and needs no locking */
771 static inline void vm_flags_init(struct vm_area_struct *vma,
772                                  vm_flags_t flags)
773 {
774         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) = flags;
775 }
776
777 /*
778  * Use when VMA is part of the VMA tree and modifications need coordination
779  * Note: vm_flags_reset and vm_flags_reset_once do not lock the vma and
780  * it should be locked explicitly beforehand.
781  */
782 static inline void vm_flags_reset(struct vm_area_struct *vma,
783                                   vm_flags_t flags)
784 {
785         vma_assert_write_locked(vma);
786         vm_flags_init(vma, flags);
787 }
788
789 static inline void vm_flags_reset_once(struct vm_area_struct *vma,
790                                        vm_flags_t flags)
791 {
792         vma_assert_write_locked(vma);
793         WRITE_ONCE(ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags), flags);
794 }
795
796 static inline void vm_flags_set(struct vm_area_struct *vma,
797                                 vm_flags_t flags)
798 {
799         vma_start_write(vma);
800         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) |= flags;
801 }
802
803 static inline void vm_flags_clear(struct vm_area_struct *vma,
804                                   vm_flags_t flags)
805 {
806         vma_start_write(vma);
807         ACCESS_PRIVATE(vma, __vm_flags) &= ~flags;
808 }
809
810 /*
811  * Use only if VMA is not part of the VMA tree or has no other users and
812  * therefore needs no locking.
813  */
814 static inline void __vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
815                                   vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
816 {
817         vm_flags_init(vma, (vma->vm_flags | set) & ~clear);
818 }
819
820 /*
821  * Use only when the order of set/clear operations is unimportant, otherwise
822  * use vm_flags_{set|clear} explicitly.
823  */
824 static inline void vm_flags_mod(struct vm_area_struct *vma,
825                                 vm_flags_t set, vm_flags_t clear)
826 {
827         vma_start_write(vma);
828         __vm_flags_mod(vma, set, clear);
829 }
830
831 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
832 {
833         vma->vm_ops = NULL;
834 }
835
836 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
837 {
838         return !vma->vm_ops;
839 }
840
841 /*
842  * Indicate if the VMA is a heap for the given task; for
843  * /proc/PID/maps that is the heap of the main task.
844  */
845 static inline bool vma_is_initial_heap(const struct vm_area_struct *vma)
846 {
847        return vma->vm_start <= vma->vm_mm->brk &&
848                 vma->vm_end >= vma->vm_mm->start_brk;
849 }
850
851 /*
852  * Indicate if the VMA is a stack for the given task; for
853  * /proc/PID/maps that is the stack of the main task.
854  */
855 static inline bool vma_is_initial_stack(const struct vm_area_struct *vma)
856 {
857         /*
858          * We make no effort to guess what a given thread considers to be
859          * its "stack".  It's not even well-defined for programs written
860          * languages like Go.
861          */
862        return vma->vm_start <= vma->vm_mm->start_stack &&
863                vma->vm_end >= vma->vm_mm->start_stack;
864 }
865
866 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
867 {
868         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
869
870         if (!maybe_stack)
871                 return false;
872
873         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
874                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
875                 return true;
876
877         return false;
878 }
879
880 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
881 {
882         if (!current->mm)
883                 return true;
884
885         if (current->mm != vma->vm_mm)
886                 return true;
887
888         return false;
889 }
890
891 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
892 {
893         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
894 }
895
896 static inline
897 struct vm_area_struct *vma_find(struct vma_iterator *vmi, unsigned long max)
898 {
899         return mas_find(&vmi->mas, max - 1);
900 }
901
902 static inline struct vm_area_struct *vma_next(struct vma_iterator *vmi)
903 {
904         /*
905          * Uses mas_find() to get the first VMA when the iterator starts.
906          * Calling mas_next() could skip the first entry.
907          */
908         return mas_find(&vmi->mas, ULONG_MAX);
909 }
910
911 static inline
912 struct vm_area_struct *vma_iter_next_range(struct vma_iterator *vmi)
913 {
914         return mas_next_range(&vmi->mas, ULONG_MAX);
915 }
916
917
918 static inline struct vm_area_struct *vma_prev(struct vma_iterator *vmi)
919 {
920         return mas_prev(&vmi->mas, 0);
921 }
922
923 static inline
924 struct vm_area_struct *vma_iter_prev_range(struct vma_iterator *vmi)
925 {
926         return mas_prev_range(&vmi->mas, 0);
927 }
928
929 static inline unsigned long vma_iter_addr(struct vma_iterator *vmi)
930 {
931         return vmi->mas.index;
932 }
933
934 static inline unsigned long vma_iter_end(struct vma_iterator *vmi)
935 {
936         return vmi->mas.last + 1;
937 }
938 static inline int vma_iter_bulk_alloc(struct vma_iterator *vmi,
939                                       unsigned long count)
940 {
941         return mas_expected_entries(&vmi->mas, count);
942 }
943
944 /* Free any unused preallocations */
945 static inline void vma_iter_free(struct vma_iterator *vmi)
946 {
947         mas_destroy(&vmi->mas);
948 }
949
950 static inline int vma_iter_bulk_store(struct vma_iterator *vmi,
951                                       struct vm_area_struct *vma)
952 {
953         vmi->mas.index = vma->vm_start;
954         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
955         mas_store(&vmi->mas, vma);
956         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
957                 return -ENOMEM;
958
959         return 0;
960 }
961
962 static inline void vma_iter_invalidate(struct vma_iterator *vmi)
963 {
964         mas_pause(&vmi->mas);
965 }
966
967 static inline void vma_iter_set(struct vma_iterator *vmi, unsigned long addr)
968 {
969         mas_set(&vmi->mas, addr);
970 }
971
972 #define for_each_vma(__vmi, __vma)                                      \
973         while (((__vma) = vma_next(&(__vmi))) != NULL)
974
975 /* The MM code likes to work with exclusive end addresses */
976 #define for_each_vma_range(__vmi, __vma, __end)                         \
977         while (((__vma) = vma_find(&(__vmi), (__end))) != NULL)
978
979 #ifdef CONFIG_SHMEM
980 /*
981  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
982  * paths in userfault.
983  */
984 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
985 bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma);
986 #else
987 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
988 static inline bool vma_is_anon_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
989 #endif
990
991 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
992
993 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
994 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
995
996 struct mmu_gather;
997 struct inode;
998
999 /*
1000  * compound_order() can be called without holding a reference, which means
1001  * that niceties like page_folio() don't work.  These callers should be
1002  * prepared to handle wild return values.  For example, PG_head may be
1003  * set before _folio_order is initialised, or this may be a tail page.
1004  * See compaction.c for some good examples.
1005  */
1006 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
1007 {
1008         struct folio *folio = (struct folio *)page;
1009
1010         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
1011                 return 0;
1012         return folio->_folio_order;
1013 }
1014
1015 /**
1016  * folio_order - The allocation order of a folio.
1017  * @folio: The folio.
1018  *
1019  * A folio is composed of 2^order pages.  See get_order() for the definition
1020  * of order.
1021  *
1022  * Return: The order of the folio.
1023  */
1024 static inline unsigned int folio_order(struct folio *folio)
1025 {
1026         if (!folio_test_large(folio))
1027                 return 0;
1028         return folio->_folio_order;
1029 }
1030
1031 #include <linux/huge_mm.h>
1032
1033 /*
1034  * Methods to modify the page usage count.
1035  *
1036  * What counts for a page usage:
1037  * - cache mapping   (page->mapping)
1038  * - private data    (page->private)
1039  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
1040  *   is counted separately
1041  *
1042  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
1043  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
1044  */
1045
1046 /*
1047  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
1048  */
1049 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
1050 {
1051         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
1052         return page_ref_dec_and_test(page);
1053 }
1054
1055 static inline int folio_put_testzero(struct folio *folio)
1056 {
1057         return put_page_testzero(&folio->page);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
1062  * that is the case.
1063  * This can be called when MMU is off so it must not access
1064  * any of the virtual mappings.
1065  */
1066 static inline bool get_page_unless_zero(struct page *page)
1067 {
1068         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
1069 }
1070
1071 static inline struct folio *folio_get_nontail_page(struct page *page)
1072 {
1073         if (unlikely(!get_page_unless_zero(page)))
1074                 return NULL;
1075         return (struct folio *)page;
1076 }
1077
1078 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
1079
1080 enum {
1081         REGION_INTERSECTS,
1082         REGION_DISJOINT,
1083         REGION_MIXED,
1084 };
1085
1086 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
1087                       unsigned long desc);
1088
1089 /* Support for virtually mapped pages */
1090 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
1091 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
1092
1093 /*
1094  * Determine if an address is within the vmalloc range
1095  *
1096  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
1097  * is no special casing required.
1098  */
1099 #ifdef CONFIG_MMU
1100 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
1101 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
1102 #else
1103 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
1104 {
1105         return false;
1106 }
1107 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
1108 {
1109         return 0;
1110 }
1111 #endif
1112
1113 /*
1114  * How many times the entire folio is mapped as a single unit (eg by a
1115  * PMD or PUD entry).  This is probably not what you want, except for
1116  * debugging purposes - it does not include PTE-mapped sub-pages; look
1117  * at folio_mapcount() or page_mapcount() or total_mapcount() instead.
1118  */
1119 static inline int folio_entire_mapcount(struct folio *folio)
1120 {
1121         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_large(folio), folio);
1122         return atomic_read(&folio->_entire_mapcount) + 1;
1123 }
1124
1125 /*
1126  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
1127  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
1128  * and atomic_add_negative(-1).
1129  */
1130 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
1131 {
1132         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
1133 }
1134
1135 /**
1136  * page_mapcount() - Number of times this precise page is mapped.
1137  * @page: The page.
1138  *
1139  * The number of times this page is mapped.  If this page is part of
1140  * a large folio, it includes the number of times this page is mapped
1141  * as part of that folio.
1142  *
1143  * The result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
1144  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
1145  * They use this field in struct page differently.
1146  */
1147 static inline int page_mapcount(struct page *page)
1148 {
1149         int mapcount = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1150
1151         if (unlikely(PageCompound(page)))
1152                 mapcount += folio_entire_mapcount(page_folio(page));
1153
1154         return mapcount;
1155 }
1156
1157 int folio_total_mapcount(struct folio *folio);
1158
1159 /**
1160  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
1161  * @folio: The folio.
1162  *
1163  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
1164  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
1165  * This function calculates the total number of times the folio is
1166  * mapped.
1167  *
1168  * Return: The number of times this folio is mapped.
1169  */
1170 static inline int folio_mapcount(struct folio *folio)
1171 {
1172         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1173                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
1174         return folio_total_mapcount(folio);
1175 }
1176
1177 static inline int total_mapcount(struct page *page)
1178 {
1179         if (likely(!PageCompound(page)))
1180                 return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
1181         return folio_total_mapcount(page_folio(page));
1182 }
1183
1184 static inline bool folio_large_is_mapped(struct folio *folio)
1185 {
1186         /*
1187          * Reading _entire_mapcount below could be omitted if hugetlb
1188          * participated in incrementing nr_pages_mapped when compound mapped.
1189          */
1190         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) > 0 ||
1191                 atomic_read(&folio->_entire_mapcount) >= 0;
1192 }
1193
1194 /**
1195  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
1196  * @folio: The folio.
1197  *
1198  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
1199  */
1200 static inline bool folio_mapped(struct folio *folio)
1201 {
1202         if (likely(!folio_test_large(folio)))
1203                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
1204         return folio_large_is_mapped(folio);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1209  * For compound page it returns true if any sub-page of compound page is mapped,
1210  * even if this particular sub-page is not itself mapped by any PTE or PMD.
1211  */
1212 static inline bool page_mapped(struct page *page)
1213 {
1214         if (likely(!PageCompound(page)))
1215                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
1216         return folio_large_is_mapped(page_folio(page));
1217 }
1218
1219 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
1220 {
1221         struct page *page = virt_to_page(x);
1222
1223         return compound_head(page);
1224 }
1225
1226 static inline struct folio *virt_to_folio(const void *x)
1227 {
1228         struct page *page = virt_to_page(x);
1229
1230         return page_folio(page);
1231 }
1232
1233 void __folio_put(struct folio *folio);
1234
1235 void put_pages_list(struct list_head *pages);
1236
1237 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
1238 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src);
1239
1240 unsigned long nr_free_buffer_pages(void);
1241
1242 /*
1243  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
1244  * prototype for that function and accessor functions.
1245  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
1246  */
1247 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
1248
1249 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
1250 enum compound_dtor_id {
1251         NULL_COMPOUND_DTOR,
1252         COMPOUND_PAGE_DTOR,
1253 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1254         HUGETLB_PAGE_DTOR,
1255 #endif
1256 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1257         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
1258 #endif
1259         NR_COMPOUND_DTORS,
1260 };
1261
1262 static inline void folio_set_compound_dtor(struct folio *folio,
1263                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
1264 {
1265         VM_BUG_ON_FOLIO(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, folio);
1266         folio->_folio_dtor = compound_dtor;
1267 }
1268
1269 void destroy_large_folio(struct folio *folio);
1270
1271 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
1272 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
1273 {
1274         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
1275 }
1276
1277 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
1278 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
1279 {
1280         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
1281 }
1282
1283 /**
1284  * thp_order - Order of a transparent huge page.
1285  * @page: Head page of a transparent huge page.
1286  */
1287 static inline unsigned int thp_order(struct page *page)
1288 {
1289         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
1290         return compound_order(page);
1291 }
1292
1293 /**
1294  * thp_size - Size of a transparent huge page.
1295  * @page: Head page of a transparent huge page.
1296  *
1297  * Return: Number of bytes in this page.
1298  */
1299 static inline unsigned long thp_size(struct page *page)
1300 {
1301         return PAGE_SIZE << thp_order(page);
1302 }
1303
1304 void free_compound_page(struct page *page);
1305
1306 #ifdef CONFIG_MMU
1307 /*
1308  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
1309  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
1310  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
1311  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
1312  */
1313 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
1314 {
1315         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1316                 pte = pte_mkwrite(pte);
1317         return pte;
1318 }
1319
1320 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1321 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1322
1323 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1324 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1325 #endif
1326
1327 /*
1328  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1329  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1330  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1331  * only one copy in memory, at most, normally.
1332  *
1333  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1334  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1335  *   freelist management in the buddy allocator.
1336  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1337  *
1338  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1339  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1340  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1341  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1342  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1343  *
1344  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1345  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1346  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1347  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1348  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1349  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1350  * subsequently been given references to it.
1351  *
1352  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1353  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1354  * The following discussion applies only to them.
1355  *
1356  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1357  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1358  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1359  * into the filesystem to release these pages.
1360  *
1361  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1362  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1363  * in units of PAGE_SIZE.
1364  *
1365  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1366  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1367  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1368  *
1369  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1370  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1371  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1372  *
1373  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1374  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1375  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1376  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1377  *
1378  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1379  * - inode pages may need to be read from disk,
1380  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1381  *   to be written back to the inode on disk,
1382  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1383  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1384  *   back into memory.
1385  */
1386
1387 #if defined(CONFIG_ZONE_DEVICE) && defined(CONFIG_FS_DAX)
1388 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1389
1390 bool __put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs);
1391 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1392 {
1393         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1394                 return false;
1395         if (!is_zone_device_page(page))
1396                 return false;
1397         return __put_devmap_managed_page_refs(page, refs);
1398 }
1399 #else /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1400 static inline bool put_devmap_managed_page_refs(struct page *page, int refs)
1401 {
1402         return false;
1403 }
1404 #endif /* CONFIG_ZONE_DEVICE && CONFIG_FS_DAX */
1405
1406 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
1407 {
1408         return put_devmap_managed_page_refs(page, 1);
1409 }
1410
1411 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1412 #define folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio) \
1413         ((unsigned int) folio_ref_count(folio) + 127u <= 127u)
1414
1415 /**
1416  * folio_get - Increment the reference count on a folio.
1417  * @folio: The folio.
1418  *
1419  * Context: May be called in any context, as long as you know that
1420  * you have a refcount on the folio.  If you do not already have one,
1421  * folio_try_get() may be the right interface for you to use.
1422  */
1423 static inline void folio_get(struct folio *folio)
1424 {
1425         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio), folio);
1426         folio_ref_inc(folio);
1427 }
1428
1429 static inline void get_page(struct page *page)
1430 {
1431         folio_get(page_folio(page));
1432 }
1433
1434 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1435 {
1436         page = compound_head(page);
1437         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1438                 return false;
1439         page_ref_inc(page);
1440         return true;
1441 }
1442
1443 /**
1444  * folio_put - Decrement the reference count on a folio.
1445  * @folio: The folio.
1446  *
1447  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1448  * released back to the page allocator and may be used by another
1449  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1450  * after calling folio_put() unless you can be sure that it wasn't the
1451  * last reference.
1452  *
1453  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1454  * context.  May be called while holding a spinlock.
1455  */
1456 static inline void folio_put(struct folio *folio)
1457 {
1458         if (folio_put_testzero(folio))
1459                 __folio_put(folio);
1460 }
1461
1462 /**
1463  * folio_put_refs - Reduce the reference count on a folio.
1464  * @folio: The folio.
1465  * @refs: The amount to subtract from the folio's reference count.
1466  *
1467  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1468  * released back to the page allocator and may be used by another
1469  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1470  * after calling folio_put_refs() unless you can be sure that these weren't
1471  * the last references.
1472  *
1473  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1474  * context.  May be called while holding a spinlock.
1475  */
1476 static inline void folio_put_refs(struct folio *folio, int refs)
1477 {
1478         if (folio_ref_sub_and_test(folio, refs))
1479                 __folio_put(folio);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * union release_pages_arg - an array of pages or folios
1484  *
1485  * release_pages() releases a simple array of multiple pages, and
1486  * accepts various different forms of said page array: either
1487  * a regular old boring array of pages, an array of folios, or
1488  * an array of encoded page pointers.
1489  *
1490  * The transparent union syntax for this kind of "any of these
1491  * argument types" is all kinds of ugly, so look away.
1492  */
1493 typedef union {
1494         struct page **pages;
1495         struct folio **folios;
1496         struct encoded_page **encoded_pages;
1497 } release_pages_arg __attribute__ ((__transparent_union__));
1498
1499 void release_pages(release_pages_arg, int nr);
1500
1501 /**
1502  * folios_put - Decrement the reference count on an array of folios.
1503  * @folios: The folios.
1504  * @nr: How many folios there are.
1505  *
1506  * Like folio_put(), but for an array of folios.  This is more efficient
1507  * than writing the loop yourself as it will optimise the locks which
1508  * need to be taken if the folios are freed.
1509  *
1510  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1511  * context.  May be called while holding a spinlock.
1512  */
1513 static inline void folios_put(struct folio **folios, unsigned int nr)
1514 {
1515         release_pages(folios, nr);
1516 }
1517
1518 static inline void put_page(struct page *page)
1519 {
1520         struct folio *folio = page_folio(page);
1521
1522         /*
1523          * For some devmap managed pages we need to catch refcount transition
1524          * from 2 to 1:
1525          */
1526         if (put_devmap_managed_page(&folio->page))
1527                 return;
1528         folio_put(folio);
1529 }
1530
1531 /*
1532  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1533  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1534  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1535  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1536  *
1537  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1538  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1539  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1540  *
1541  * Choice of value:
1542  *
1543  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1544  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1545  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1546  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1547  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1548  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1549  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1550  *
1551  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1552  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1553  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1554  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1555  * issue.
1556  *
1557  * Locking: the lockless algorithm described in folio_try_get_rcu()
1558  * provides safe operation for get_user_pages(), page_mkclean() and
1559  * other calls that race to set up page table entries.
1560  */
1561 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1562
1563 void unpin_user_page(struct page *page);
1564 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1565                                  bool make_dirty);
1566 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1567                                       bool make_dirty);
1568 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1569
1570 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1571 {
1572         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1573 }
1574
1575 #ifndef CONFIG_MMU
1576 static inline bool is_nommu_shared_mapping(vm_flags_t flags)
1577 {
1578         /*
1579          * NOMMU shared mappings are ordinary MAP_SHARED mappings and selected
1580          * R/O MAP_PRIVATE file mappings that are an effective R/O overlay of
1581          * a file mapping. R/O MAP_PRIVATE mappings might still modify
1582          * underlying memory if ptrace is active, so this is only possible if
1583          * ptrace does not apply. Note that there is no mprotect() to upgrade
1584          * write permissions later.
1585          */
1586         return flags & (VM_MAYSHARE | VM_MAYOVERLAY);
1587 }
1588 #endif
1589
1590 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1591 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1592 #endif
1593
1594 /*
1595  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1596  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1597  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1598  * node id available in page flags.
1599  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1600  * pages in a zone.
1601  */
1602 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1603 {
1604         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1605 }
1606
1607 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1608 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1609 #else
1610 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1611 {
1612         struct page *p = (struct page *)page;
1613
1614         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1615 }
1616 #endif
1617
1618 static inline int folio_nid(const struct folio *folio)
1619 {
1620         return page_to_nid(&folio->page);
1621 }
1622
1623 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1624 /* page access time bits needs to hold at least 4 seconds */
1625 #define PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS       12
1626 #if LAST_CPUPID_SHIFT < PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS
1627 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS                                \
1628         (PAGE_ACCESS_TIME_MIN_BITS - LAST_CPUPID_SHIFT)
1629 #else
1630 #define PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS        0
1631 #endif
1632
1633 #define PAGE_ACCESS_TIME_MASK                           \
1634         (LAST_CPUPID_MASK << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS)
1635
1636 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1637 {
1638         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1639 }
1640
1641 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1642 {
1643         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1644 }
1645
1646 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1647 {
1648         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1649 }
1650
1651 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1652 {
1653         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1654 }
1655
1656 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1657 {
1658         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1659 }
1660
1661 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1662 {
1663         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1664 }
1665
1666 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1667 {
1668         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1669 }
1670
1671 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1672 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1673 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1674 {
1675         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1676 }
1677
1678 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1679 {
1680         return page->_last_cpupid;
1681 }
1682 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1683 {
1684         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1685 }
1686 #else
1687 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1688 {
1689         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1690 }
1691
1692 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1693
1694 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1695 {
1696         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1697 }
1698 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1699
1700 static inline int xchg_page_access_time(struct page *page, int time)
1701 {
1702         int last_time;
1703
1704         last_time = page_cpupid_xchg_last(page, time >> PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS);
1705         return last_time << PAGE_ACCESS_TIME_BUCKETS;
1706 }
1707
1708 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1709 {
1710         unsigned int pid_bit;
1711
1712         pid_bit = hash_32(current->pid, ilog2(BITS_PER_LONG));
1713         if (vma->numab_state && !test_bit(pid_bit, &vma->numab_state->access_pids[1])) {
1714                 __set_bit(pid_bit, &vma->numab_state->access_pids[1]);
1715         }
1716 }
1717 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1718 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1719 {
1720         return page_to_nid(page); /* XXX */
1721 }
1722
1723 static inline int xchg_page_access_time(struct page *page, int time)
1724 {
1725         return 0;
1726 }
1727
1728 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1729 {
1730         return page_to_nid(page); /* XXX */
1731 }
1732
1733 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1734 {
1735         return -1;
1736 }
1737
1738 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1739 {
1740         return -1;
1741 }
1742
1743 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1744 {
1745         return -1;
1746 }
1747
1748 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1749 {
1750         return -1;
1751 }
1752
1753 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1754 {
1755         return true;
1756 }
1757
1758 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1759 {
1760 }
1761
1762 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1763 {
1764         return false;
1765 }
1766
1767 static inline void vma_set_access_pid_bit(struct vm_area_struct *vma)
1768 {
1769 }
1770 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1771
1772 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1773
1774 /*
1775  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1776  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1777  * value 0x00 maps to 0xff.
1778  */
1779
1780 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1781 {
1782         u8 tag = 0xff;
1783
1784         if (kasan_enabled()) {
1785                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1786                 tag ^= 0xff;
1787         }
1788
1789         return tag;
1790 }
1791
1792 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1793 {
1794         unsigned long old_flags, flags;
1795
1796         if (!kasan_enabled())
1797                 return;
1798
1799         tag ^= 0xff;
1800         old_flags = READ_ONCE(page->flags);
1801         do {
1802                 flags = old_flags;
1803                 flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1804                 flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1805         } while (unlikely(!try_cmpxchg(&page->flags, &old_flags, flags)));
1806 }
1807
1808 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1809 {
1810         if (kasan_enabled())
1811                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1812 }
1813
1814 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1815
1816 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1817 {
1818         return 0xff;
1819 }
1820
1821 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1822 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1823
1824 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1825
1826 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1827 {
1828         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1829 }
1830
1831 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1832 {
1833         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1834 }
1835
1836 static inline struct zone *folio_zone(const struct folio *folio)
1837 {
1838         return page_zone(&folio->page);
1839 }
1840
1841 static inline pg_data_t *folio_pgdat(const struct folio *folio)
1842 {
1843         return page_pgdat(&folio->page);
1844 }
1845
1846 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1847 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1848 {
1849         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1850         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1851 }
1852
1853 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1854 {
1855         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1856 }
1857 #endif
1858
1859 /**
1860  * folio_pfn - Return the Page Frame Number of a folio.
1861  * @folio: The folio.
1862  *
1863  * A folio may contain multiple pages.  The pages have consecutive
1864  * Page Frame Numbers.
1865  *
1866  * Return: The Page Frame Number of the first page in the folio.
1867  */
1868 static inline unsigned long folio_pfn(struct folio *folio)
1869 {
1870         return page_to_pfn(&folio->page);
1871 }
1872
1873 static inline struct folio *pfn_folio(unsigned long pfn)
1874 {
1875         return page_folio(pfn_to_page(pfn));
1876 }
1877
1878 /**
1879  * folio_maybe_dma_pinned - Report if a folio may be pinned for DMA.
1880  * @folio: The folio.
1881  *
1882  * This function checks if a folio has been pinned via a call to
1883  * a function in the pin_user_pages() family.
1884  *
1885  * For small folios, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1886  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1887  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1888  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal folio references".
1889  *
1890  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a folio to
1891  * get that many refcounts, and b) all the callers of this routine are
1892  * expected to be able to deal gracefully with a false positive.
1893  *
1894  * For large folios, the result will be exactly correct. That's because
1895  * we have more tracking data available: the _pincount field is used
1896  * instead of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS scheme.
1897  *
1898  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1899  *
1900  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1901  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1902  */
1903 static inline bool folio_maybe_dma_pinned(struct folio *folio)
1904 {
1905         if (folio_test_large(folio))
1906                 return atomic_read(&folio->_pincount) > 0;
1907
1908         /*
1909          * folio_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1910          * folio_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1911          * further incrementing the refcount.
1912          *
1913          * Here, for that overflow case, use the sign bit to count a little
1914          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1915          */
1916         return ((unsigned int)folio_ref_count(folio)) >=
1917                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1918 }
1919
1920 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1921 {
1922         return folio_maybe_dma_pinned(page_folio(page));
1923 }
1924
1925 /*
1926  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1927  * should break the cow immediately for an anon page on the src mm.
1928  *
1929  * The caller has to hold the PT lock and the vma->vm_mm->->write_protect_seq.
1930  */
1931 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1932                                           struct page *page)
1933 {
1934         VM_BUG_ON(!(raw_read_seqcount(&vma->vm_mm->write_protect_seq) & 1));
1935
1936         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1937                 return false;
1938
1939         return page_maybe_dma_pinned(page);
1940 }
1941
1942 /**
1943  * is_zero_page - Query if a page is a zero page
1944  * @page: The page to query
1945  *
1946  * This returns true if @page is one of the permanent zero pages.
1947  */
1948 static inline bool is_zero_page(const struct page *page)
1949 {
1950         return is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1951 }
1952
1953 /**
1954  * is_zero_folio - Query if a folio is a zero page
1955  * @folio: The folio to query
1956  *
1957  * This returns true if @folio is one of the permanent zero pages.
1958  */
1959 static inline bool is_zero_folio(const struct folio *folio)
1960 {
1961         return is_zero_page(&folio->page);
1962 }
1963
1964 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin folios */
1965 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1966 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
1967 {
1968 #ifdef CONFIG_CMA
1969         int mt = folio_migratetype(folio);
1970
1971         if (mt == MIGRATE_CMA || mt == MIGRATE_ISOLATE)
1972                 return false;
1973 #endif
1974         /* The zero page can be "pinned" but gets special handling. */
1975         if (is_zero_folio(folio))
1976                 return true;
1977
1978         /* Coherent device memory must always allow eviction. */
1979         if (folio_is_device_coherent(folio))
1980                 return false;
1981
1982         /* Otherwise, non-movable zone folios can be pinned. */
1983         return !folio_is_zone_movable(folio);
1984
1985 }
1986 #else
1987 static inline bool folio_is_longterm_pinnable(struct folio *folio)
1988 {
1989         return true;
1990 }
1991 #endif
1992
1993 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1994 {
1995         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1996         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1997 }
1998
1999 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
2000 {
2001         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
2002         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
2003 }
2004
2005 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
2006         unsigned long node, unsigned long pfn)
2007 {
2008         set_page_zone(page, zone);
2009         set_page_node(page, node);
2010 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
2011         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
2012 #endif
2013 }
2014
2015 /**
2016  * folio_nr_pages - The number of pages in the folio.
2017  * @folio: The folio.
2018  *
2019  * Return: A positive power of two.
2020  */
2021 static inline long folio_nr_pages(struct folio *folio)
2022 {
2023         if (!folio_test_large(folio))
2024                 return 1;
2025 #ifdef CONFIG_64BIT
2026         return folio->_folio_nr_pages;
2027 #else
2028         return 1L << folio->_folio_order;
2029 #endif
2030 }
2031
2032 /*
2033  * compound_nr() returns the number of pages in this potentially compound
2034  * page.  compound_nr() can be called on a tail page, and is defined to
2035  * return 1 in that case.
2036  */
2037 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
2038 {
2039         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2040
2041         if (!test_bit(PG_head, &folio->flags))
2042                 return 1;
2043 #ifdef CONFIG_64BIT
2044         return folio->_folio_nr_pages;
2045 #else
2046         return 1L << folio->_folio_order;
2047 #endif
2048 }
2049
2050 /**
2051  * thp_nr_pages - The number of regular pages in this huge page.
2052  * @page: The head page of a huge page.
2053  */
2054 static inline int thp_nr_pages(struct page *page)
2055 {
2056         return folio_nr_pages((struct folio *)page);
2057 }
2058
2059 /**
2060  * folio_next - Move to the next physical folio.
2061  * @folio: The folio we're currently operating on.
2062  *
2063  * If you have physically contiguous memory which may span more than
2064  * one folio (eg a &struct bio_vec), use this function to move from one
2065  * folio to the next.  Do not use it if the memory is only virtually
2066  * contiguous as the folios are almost certainly not adjacent to each
2067  * other.  This is the folio equivalent to writing ``page++``.
2068  *
2069  * Context: We assume that the folios are refcounted and/or locked at a
2070  * higher level and do not adjust the reference counts.
2071  * Return: The next struct folio.
2072  */
2073 static inline struct folio *folio_next(struct folio *folio)
2074 {
2075         return (struct folio *)folio_page(folio, folio_nr_pages(folio));
2076 }
2077
2078 /**
2079  * folio_shift - The size of the memory described by this folio.
2080  * @folio: The folio.
2081  *
2082  * A folio represents a number of bytes which is a power-of-two in size.
2083  * This function tells you which power-of-two the folio is.  See also
2084  * folio_size() and folio_order().
2085  *
2086  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2087  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2088  * Return: The base-2 logarithm of the size of this folio.
2089  */
2090 static inline unsigned int folio_shift(struct folio *folio)
2091 {
2092         return PAGE_SHIFT + folio_order(folio);
2093 }
2094
2095 /**
2096  * folio_size - The number of bytes in a folio.
2097  * @folio: The folio.
2098  *
2099  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
2100  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
2101  * Return: The number of bytes in this folio.
2102  */
2103 static inline size_t folio_size(struct folio *folio)
2104 {
2105         return PAGE_SIZE << folio_order(folio);
2106 }
2107
2108 /**
2109  * folio_estimated_sharers - Estimate the number of sharers of a folio.
2110  * @folio: The folio.
2111  *
2112  * folio_estimated_sharers() aims to serve as a function to efficiently
2113  * estimate the number of processes sharing a folio. This is done by
2114  * looking at the precise mapcount of the first subpage in the folio, and
2115  * assuming the other subpages are the same. This may not be true for large
2116  * folios. If you want exact mapcounts for exact calculations, look at
2117  * page_mapcount() or folio_total_mapcount().
2118  *
2119  * Return: The estimated number of processes sharing a folio.
2120  */
2121 static inline int folio_estimated_sharers(struct folio *folio)
2122 {
2123         return page_mapcount(folio_page(folio, 0));
2124 }
2125
2126 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_PAGE_ACCESSIBLE
2127 static inline int arch_make_page_accessible(struct page *page)
2128 {
2129         return 0;
2130 }
2131 #endif
2132
2133 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_FOLIO_ACCESSIBLE
2134 static inline int arch_make_folio_accessible(struct folio *folio)
2135 {
2136         int ret;
2137         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
2138
2139         for (i = 0; i < nr; i++) {
2140                 ret = arch_make_page_accessible(folio_page(folio, i));
2141                 if (ret)
2142                         break;
2143         }
2144
2145         return ret;
2146 }
2147 #endif
2148
2149 /*
2150  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
2151  */
2152 #include <linux/vmstat.h>
2153
2154 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
2155 {
2156         return page_to_virt(page);
2157 }
2158
2159 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2160 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
2161 #endif
2162
2163 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2164 static inline void *page_address(const struct page *page)
2165 {
2166         return page->virtual;
2167 }
2168 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
2169 {
2170         page->virtual = address;
2171 }
2172 #define page_address_init()  do { } while(0)
2173 #endif
2174
2175 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
2176 void *page_address(const struct page *page);
2177 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
2178 void page_address_init(void);
2179 #endif
2180
2181 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
2182 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
2183 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
2184 #define page_address_init()  do { } while(0)
2185 #endif
2186
2187 static inline void *folio_address(const struct folio *folio)
2188 {
2189         return page_address(&folio->page);
2190 }
2191
2192 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
2193
2194 /*
2195  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
2196  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
2197  */
2198 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
2199 {
2200         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
2201                 return __page_file_index(page);
2202         return page->index;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Return true only if the page has been allocated with
2207  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2208  * met implying that the system is under some pressure.
2209  */
2210 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
2211 {
2212         /*
2213          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2214          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2215          * they do not need to preserve that information.
2216          */
2217         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Return true only if the folio has been allocated with
2222  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
2223  * met implying that the system is under some pressure.
2224  */
2225 static inline bool folio_is_pfmemalloc(const struct folio *folio)
2226 {
2227         /*
2228          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
2229          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
2230          * they do not need to preserve that information.
2231          */
2232         return (uintptr_t)folio->lru.next & BIT(1);
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
2237  * page.
2238  */
2239 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
2240 {
2241         page->lru.next = (void *)BIT(1);
2242 }
2243
2244 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
2245 {
2246         page->lru.next = NULL;
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
2251  */
2252 extern void pagefault_out_of_memory(void);
2253
2254 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
2255 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
2256 #define offset_in_folio(folio, p) ((unsigned long)(p) & (folio_size(folio) - 1))
2257
2258 /*
2259  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
2260  */
2261 struct zap_details {
2262         struct folio *single_folio;     /* Locked folio to be unmapped */
2263         bool even_cows;                 /* Zap COWed private pages too? */
2264         zap_flags_t zap_flags;          /* Extra flags for zapping */
2265 };
2266
2267 /*
2268  * Whether to drop the pte markers, for example, the uffd-wp information for
2269  * file-backed memory.  This should only be specified when we will completely
2270  * drop the page in the mm, either by truncation or unmapping of the vma.  By
2271  * default, the flag is not set.
2272  */
2273 #define  ZAP_FLAG_DROP_MARKER        ((__force zap_flags_t) BIT(0))
2274 /* Set in unmap_vmas() to indicate a final unmap call.  Only used by hugetlb */
2275 #define  ZAP_FLAG_UNMAP              ((__force zap_flags_t) BIT(1))
2276
2277 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
2278 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t);
2279 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t);
2280 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t);
2281 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t);
2282 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2283 {
2284         return t->mm_cid;
2285 }
2286 #else
2287 static inline void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t) { }
2288 static inline void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t) { }
2289 static inline void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t) { }
2290 static inline void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t) { }
2291 static inline int task_mm_cid(struct task_struct *t)
2292 {
2293         /*
2294          * Use the processor id as a fall-back when the mm cid feature is
2295          * disabled. This provides functional per-cpu data structure accesses
2296          * in user-space, althrough it won't provide the memory usage benefits.
2297          */
2298         return raw_smp_processor_id();
2299 }
2300 #endif
2301
2302 #ifdef CONFIG_MMU
2303 extern bool can_do_mlock(void);
2304 #else
2305 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
2306 #endif
2307 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
2308 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
2309
2310 struct folio *vm_normal_folio(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2311                              pte_t pte);
2312 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2313                              pte_t pte);
2314 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2315                                 pmd_t pmd);
2316
2317 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2318                   unsigned long size);
2319 void zap_page_range_single(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2320                            unsigned long size, struct zap_details *details);
2321 static inline void zap_vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2322 {
2323         zap_page_range_single(vma, vma->vm_start,
2324                               vma->vm_end - vma->vm_start, NULL);
2325 }
2326 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct ma_state *mas,
2327                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start,
2328                 unsigned long end, unsigned long tree_end, bool mm_wr_locked);
2329
2330 struct mmu_notifier_range;
2331
2332 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
2333                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
2334 int
2335 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
2336 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2337                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
2338 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2339         unsigned long *pfn);
2340 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2341                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
2342 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2343                         void *buf, int len, int write);
2344
2345 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
2346 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
2347 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
2348 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
2349 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
2350
2351 struct vm_area_struct *lock_mm_and_find_vma(struct mm_struct *mm,
2352                 unsigned long address, struct pt_regs *regs);
2353
2354 #ifdef CONFIG_MMU
2355 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2356                                   unsigned long address, unsigned int flags,
2357                                   struct pt_regs *regs);
2358 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
2359                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
2360                             bool *unlocked);
2361 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2362                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
2363 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2364                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
2365 #else
2366 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
2367                                          unsigned long address, unsigned int flags,
2368                                          struct pt_regs *regs)
2369 {
2370         /* should never happen if there's no MMU */
2371         BUG();
2372         return VM_FAULT_SIGBUS;
2373 }
2374 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2375                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
2376 {
2377         /* should never happen if there's no MMU */
2378         BUG();
2379         return -EFAULT;
2380 }
2381 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
2382                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
2383 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
2384                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
2385 #endif
2386
2387 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2388                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
2389 {
2390         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
2391 }
2392
2393 static inline struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm,
2394                                                 unsigned long addr);
2395
2396 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
2397                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2398 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2399                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2400 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2401                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
2402
2403 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2404                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2405                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2406                            int *locked);
2407 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2408                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2409                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2410                            int *locked);
2411
2412 static inline struct page *get_user_page_vma_remote(struct mm_struct *mm,
2413                                                     unsigned long addr,
2414                                                     int gup_flags,
2415                                                     struct vm_area_struct **vmap)
2416 {
2417         struct page *page;
2418         struct vm_area_struct *vma;
2419         int got = get_user_pages_remote(mm, addr, 1, gup_flags, &page, NULL);
2420
2421         if (got < 0)
2422                 return ERR_PTR(got);
2423         if (got == 0)
2424                 return NULL;
2425
2426         vma = vma_lookup(mm, addr);
2427         if (WARN_ON_ONCE(!vma)) {
2428                 put_page(page);
2429                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2430         }
2431
2432         *vmap = vma;
2433         return page;
2434 }
2435
2436 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2437                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2438 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2439                     unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2440 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2441                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2442 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2443                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
2444
2445 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2446                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2447 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2448                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2449 void folio_add_pin(struct folio *folio);
2450
2451 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
2452 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
2453                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
2454
2455 struct kvec;
2456 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
2457
2458 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio);
2459 bool set_page_dirty(struct page *page);
2460 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
2461
2462 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
2463
2464 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
2465                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
2466                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
2467                 bool need_rmap_locks);
2468
2469 /*
2470  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
2471  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
2472  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
2473  * time.
2474  */
2475 /*
2476  * Whether we should manually check if we can map individual PTEs writable,
2477  * because something (e.g., COW, uffd-wp) blocks that from happening for all
2478  * PTEs automatically in a writable mapping.
2479  */
2480 #define  MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE         (1UL << 0)
2481 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
2482 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
2483 /* Whether this change is for write protecting */
2484 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
2485 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
2486 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
2487                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
2488
2489 bool vma_needs_dirty_tracking(struct vm_area_struct *vma);
2490 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2491 static inline bool vma_wants_manual_pte_write_upgrade(struct vm_area_struct *vma)
2492 {
2493         /*
2494          * We want to check manually if we can change individual PTEs writable
2495          * if we can't do that automatically for all PTEs in a mapping. For
2496          * private mappings, that's always the case when we have write
2497          * permissions as we properly have to handle COW.
2498          */
2499         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
2500                 return vma_wants_writenotify(vma, vma->vm_page_prot);
2501         return !!(vma->vm_flags & VM_WRITE);
2502
2503 }
2504 bool can_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2505                              pte_t pte);
2506 extern long change_protection(struct mmu_gather *tlb,
2507                               struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2508                               unsigned long end, unsigned long cp_flags);
2509 extern int mprotect_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct mmu_gather *tlb,
2510           struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **pprev,
2511           unsigned long start, unsigned long end, unsigned long newflags);
2512
2513 /*
2514  * doesn't attempt to fault and will return short.
2515  */
2516 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2517                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2518
2519 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
2520                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
2521 {
2522         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
2523 }
2524 /*
2525  * per-process(per-mm_struct) statistics.
2526  */
2527 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2528 {
2529         return percpu_counter_read_positive(&mm->rss_stat[member]);
2530 }
2531
2532 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member);
2533
2534 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
2535 {
2536         percpu_counter_add(&mm->rss_stat[member], value);
2537
2538         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2539 }
2540
2541 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2542 {
2543         percpu_counter_inc(&mm->rss_stat[member]);
2544
2545         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2546 }
2547
2548 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2549 {
2550         percpu_counter_dec(&mm->rss_stat[member]);
2551
2552         mm_trace_rss_stat(mm, member);
2553 }
2554
2555 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
2556 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
2557 {
2558         if (PageSwapBacked(page))
2559                 return MM_SHMEMPAGES;
2560         return MM_FILEPAGES;
2561 }
2562
2563 static inline int mm_counter(struct page *page)
2564 {
2565         if (PageAnon(page))
2566                 return MM_ANONPAGES;
2567         return mm_counter_file(page);
2568 }
2569
2570 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2571 {
2572         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
2573                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
2574                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
2575 }
2576
2577 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2578 {
2579         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
2580 }
2581
2582 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2583 {
2584         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
2585 }
2586
2587 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2588 {
2589         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
2590
2591         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
2592                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
2593 }
2594
2595 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2596 {
2597         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2598                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2599 }
2600
2601 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2602 {
2603         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2604 }
2605
2606 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2607                                          struct mm_struct *mm)
2608 {
2609         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2610
2611         if (*maxrss < hiwater_rss)
2612                 *maxrss = hiwater_rss;
2613 }
2614
2615 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2616 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2617 #else
2618 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2619 {
2620 }
2621 #endif
2622
2623 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2624 static inline int pte_special(pte_t pte)
2625 {
2626         return 0;
2627 }
2628
2629 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2630 {
2631         return pte;
2632 }
2633 #endif
2634
2635 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2636 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2637 {
2638         return 0;
2639 }
2640 #endif
2641
2642 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2643                                spinlock_t **ptl);
2644 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2645                                     spinlock_t **ptl)
2646 {
2647         pte_t *ptep;
2648         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2649         return ptep;
2650 }
2651
2652 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2653 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2654                                                 unsigned long address)
2655 {
2656         return 0;
2657 }
2658 #else
2659 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2660 #endif
2661
2662 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2663 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2664                                                 unsigned long address)
2665 {
2666         return 0;
2667 }
2668 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2669 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2670
2671 #else
2672 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2673
2674 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2675 {
2676         if (mm_pud_folded(mm))
2677                 return;
2678         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2679 }
2680
2681 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2682 {
2683         if (mm_pud_folded(mm))
2684                 return;
2685         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2686 }
2687 #endif
2688
2689 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2690 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2691                                                 unsigned long address)
2692 {
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2697 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2698
2699 #else
2700 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2701
2702 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2703 {
2704         if (mm_pmd_folded(mm))
2705                 return;
2706         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2707 }
2708
2709 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2710 {
2711         if (mm_pmd_folded(mm))
2712                 return;
2713         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2714 }
2715 #endif
2716
2717 #ifdef CONFIG_MMU
2718 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2719 {
2720         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2721 }
2722
2723 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2724 {
2725         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2726 }
2727
2728 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2729 {
2730         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2731 }
2732
2733 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2734 {
2735         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2736 }
2737 #else
2738
2739 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2740 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2741 {
2742         return 0;
2743 }
2744
2745 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2746 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2747 #endif
2748
2749 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2750 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2751
2752 #if defined(CONFIG_MMU)
2753
2754 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2755                 unsigned long address)
2756 {
2757         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2758                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2759 }
2760
2761 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2762                 unsigned long address)
2763 {
2764         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2765                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2766 }
2767
2768 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2769 {
2770         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2771                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2772 }
2773 #endif /* CONFIG_MMU */
2774
2775 static inline struct ptdesc *virt_to_ptdesc(const void *x)
2776 {
2777         return page_ptdesc(virt_to_page(x));
2778 }
2779
2780 static inline void *ptdesc_to_virt(const struct ptdesc *pt)
2781 {
2782         return page_to_virt(ptdesc_page(pt));
2783 }
2784
2785 static inline void *ptdesc_address(const struct ptdesc *pt)
2786 {
2787         return folio_address(ptdesc_folio(pt));
2788 }
2789
2790 static inline bool pagetable_is_reserved(struct ptdesc *pt)
2791 {
2792         return folio_test_reserved(ptdesc_folio(pt));
2793 }
2794
2795 /**
2796  * pagetable_alloc - Allocate pagetables
2797  * @gfp:    GFP flags
2798  * @order:  desired pagetable order
2799  *
2800  * pagetable_alloc allocates memory for page tables as well as a page table
2801  * descriptor to describe that memory.
2802  *
2803  * Return: The ptdesc describing the allocated page tables.
2804  */
2805 static inline struct ptdesc *pagetable_alloc(gfp_t gfp, unsigned int order)
2806 {
2807         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2808
2809         return page_ptdesc(page);
2810 }
2811
2812 /**
2813  * pagetable_free - Free pagetables
2814  * @pt: The page table descriptor
2815  *
2816  * pagetable_free frees the memory of all page tables described by a page
2817  * table descriptor and the memory for the descriptor itself.
2818  */
2819 static inline void pagetable_free(struct ptdesc *pt)
2820 {
2821         struct page *page = ptdesc_page(pt);
2822
2823         __free_pages(page, compound_order(page));
2824 }
2825
2826 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2827 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2828 void __init ptlock_cache_init(void);
2829 bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc);
2830 void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc);
2831
2832 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2833 {
2834         return ptdesc->ptl;
2835 }
2836 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2837 static inline void ptlock_cache_init(void)
2838 {
2839 }
2840
2841 static inline bool ptlock_alloc(struct ptdesc *ptdesc)
2842 {
2843         return true;
2844 }
2845
2846 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
2847 {
2848 }
2849
2850 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct ptdesc *ptdesc)
2851 {
2852         return &ptdesc->ptl;
2853 }
2854 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2855
2856 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2857 {
2858         return ptlock_ptr(page_ptdesc(pmd_page(*pmd)));
2859 }
2860
2861 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
2862 {
2863         /*
2864          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2865          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2866          *
2867          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2868          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2869          */
2870         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&ptdesc->ptl, ptdesc_page(ptdesc));
2871         if (!ptlock_alloc(ptdesc))
2872                 return false;
2873         spin_lock_init(ptlock_ptr(ptdesc));
2874         return true;
2875 }
2876
2877 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2878 /*
2879  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2880  */
2881 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2882 {
2883         return &mm->page_table_lock;
2884 }
2885 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2886 static inline bool ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
2887 static inline void ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
2888 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2889
2890 static inline bool pagetable_pte_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
2891 {
2892         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2893
2894         if (!ptlock_init(ptdesc))
2895                 return false;
2896         __folio_set_pgtable(folio);
2897         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2898         return true;
2899 }
2900
2901 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2902 {
2903         return pagetable_pte_ctor(page_ptdesc(page));
2904 }
2905
2906 static inline void pagetable_pte_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
2907 {
2908         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
2909
2910         ptlock_free(ptdesc);
2911         __folio_clear_pgtable(folio);
2912         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
2913 }
2914
2915 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2916 {
2917         pagetable_pte_dtor(page_ptdesc(page));
2918 }
2919
2920 pte_t *__pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr, pmd_t *pmdvalp);
2921 static inline pte_t *pte_offset_map(pmd_t *pmd, unsigned long addr)
2922 {
2923         return __pte_offset_map(pmd, addr, NULL);
2924 }
2925
2926 pte_t *__pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2927                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2928 static inline pte_t *pte_offset_map_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2929                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp)
2930 {
2931         pte_t *pte;
2932
2933         __cond_lock(*ptlp, pte = __pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, ptlp));
2934         return pte;
2935 }
2936
2937 pte_t *pte_offset_map_nolock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
2938                         unsigned long addr, spinlock_t **ptlp);
2939
2940 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2941         spin_unlock(ptl);                               \
2942         pte_unmap(pte);                                 \
2943 } while (0)
2944
2945 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2946
2947 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2948         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2949
2950 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2951         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2952                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2953
2954 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2955         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2956                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2957
2958 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2959
2960 static inline struct page *pmd_pgtable_page(pmd_t *pmd)
2961 {
2962         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2963         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2964 }
2965
2966 static inline struct ptdesc *pmd_ptdesc(pmd_t *pmd)
2967 {
2968         return page_ptdesc(pmd_pgtable_page(pmd));
2969 }
2970
2971 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2972 {
2973         return ptlock_ptr(pmd_ptdesc(pmd));
2974 }
2975
2976 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc)
2977 {
2978 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2979         ptdesc->pmd_huge_pte = NULL;
2980 #endif
2981         return ptlock_init(ptdesc);
2982 }
2983
2984 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc)
2985 {
2986 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2987         VM_BUG_ON_PAGE(ptdesc->pmd_huge_pte, ptdesc_page(ptdesc));
2988 #endif
2989         ptlock_free(ptdesc);
2990 }
2991
2992 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_ptdesc(pmd)->pmd_huge_pte)
2993
2994 #else
2995
2996 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2997 {
2998         return &mm->page_table_lock;
2999 }
3000
3001 static inline bool pmd_ptlock_init(struct ptdesc *ptdesc) { return true; }
3002 static inline void pmd_ptlock_free(struct ptdesc *ptdesc) {}
3003
3004 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
3005
3006 #endif
3007
3008 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
3009 {
3010         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
3011         spin_lock(ptl);
3012         return ptl;
3013 }
3014
3015 static inline bool pagetable_pmd_ctor(struct ptdesc *ptdesc)
3016 {
3017         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3018
3019         if (!pmd_ptlock_init(ptdesc))
3020                 return false;
3021         __folio_set_pgtable(folio);
3022         lruvec_stat_add_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3023         return true;
3024 }
3025
3026 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
3027 {
3028         return pagetable_pmd_ctor(page_ptdesc(page));
3029 }
3030
3031 static inline void pagetable_pmd_dtor(struct ptdesc *ptdesc)
3032 {
3033         struct folio *folio = ptdesc_folio(ptdesc);
3034
3035         pmd_ptlock_free(ptdesc);
3036         __folio_clear_pgtable(folio);
3037         lruvec_stat_sub_folio(folio, NR_PAGETABLE);
3038 }
3039
3040 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
3041 {
3042         pagetable_pmd_dtor(page_ptdesc(page));
3043 }
3044
3045 /*
3046  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
3047  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
3048  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
3049  * which need to be converted from page_table_lock.
3050  */
3051 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3052 {
3053         return &mm->page_table_lock;
3054 }
3055
3056 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
3057 {
3058         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
3059
3060         spin_lock(ptl);
3061         return ptl;
3062 }
3063
3064 extern void __init pagecache_init(void);
3065 extern void free_initmem(void);
3066
3067 /*
3068  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
3069  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
3070  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
3071  * Return pages freed into the buddy system.
3072  */
3073 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
3074                                         int poison, const char *s);
3075
3076 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
3077
3078 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
3079                                    phys_addr_t end, int nid);
3080
3081 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
3082 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
3083 {
3084         ClearPageReserved(page);
3085         init_page_count(page);
3086         __free_page(page);
3087         adjust_managed_page_count(page, 1);
3088 }
3089 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
3090
3091 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
3092 {
3093         SetPageReserved(page);
3094         adjust_managed_page_count(page, -1);
3095 }
3096
3097 static inline void free_reserved_ptdesc(struct ptdesc *pt)
3098 {
3099         free_reserved_page(ptdesc_page(pt));
3100 }
3101
3102 /*
3103  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
3104  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
3105  * range [0, UCHAR_MAX].
3106  * Return pages freed into the buddy system.
3107  */
3108 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
3109 {
3110         extern char __init_begin[], __init_end[];
3111
3112         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
3113                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
3114 }
3115
3116 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
3117 {
3118         int nid;
3119         unsigned long phys_pages = 0;
3120
3121         for_each_online_node(nid)
3122                 phys_pages += node_present_pages(nid);
3123
3124         return phys_pages;
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
3129  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
3130  * architecture independent manner.
3131  *
3132  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
3133  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
3134  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
3135  * usage, an architecture is expected to do something like
3136  *
3137  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
3138  *                                                       max_highmem_pfn};
3139  * for_each_valid_physical_page_range()
3140  *      memblock_add_node(base, size, nid, MEMBLOCK_NONE)
3141  * free_area_init(max_zone_pfns);
3142  */
3143 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
3144 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
3145 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
3146                                                 unsigned long end_pfn);
3147 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
3148                                                 unsigned long end_pfn);
3149 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
3150                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
3151
3152 #ifndef CONFIG_NUMA
3153 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
3154 {
3155         return 0;
3156 }
3157 #else
3158 /* please see mm/page_alloc.c */
3159 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
3160 #endif
3161
3162 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
3163 extern void mem_init(void);
3164 extern void __init mmap_init(void);
3165
3166 extern void __show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask, int max_zone_idx);
3167 static inline void show_mem(void)
3168 {
3169         __show_mem(0, NULL, MAX_NR_ZONES - 1);
3170 }
3171 extern long si_mem_available(void);
3172 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
3173 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
3174 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
3175 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
3176 #endif
3177
3178 extern __printf(3, 4)
3179 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
3180
3181 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
3182
3183 /* nommu.c */
3184 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
3185 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
3186
3187 /* interval_tree.c */
3188 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
3189                               struct rb_root_cached *root);
3190 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
3191                                     struct vm_area_struct *prev,
3192                                     struct rb_root_cached *root);
3193 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
3194                               struct rb_root_cached *root);
3195 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3196                                 unsigned long start, unsigned long last);
3197 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
3198                                 unsigned long start, unsigned long last);
3199
3200 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
3201         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
3202              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
3203
3204 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
3205                                    struct rb_root_cached *root);
3206 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
3207                                    struct rb_root_cached *root);
3208 struct anon_vma_chain *
3209 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
3210                                   unsigned long start, unsigned long last);
3211 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
3212         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
3213 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
3214 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
3215 #endif
3216
3217 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
3218         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
3219              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
3220
3221 /* mmap.c */
3222 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
3223 extern int vma_expand(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3224                       unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff,
3225                       struct vm_area_struct *next);
3226 extern int vma_shrink(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3227                        unsigned long start, unsigned long end, pgoff_t pgoff);
3228 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct vma_iterator *vmi,
3229         struct mm_struct *, struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr,
3230         unsigned long end, unsigned long vm_flags, struct anon_vma *,
3231         struct file *, pgoff_t, struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx,
3232         struct anon_vma_name *);
3233 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
3234 extern int __split_vma(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *,
3235                        unsigned long addr, int new_below);
3236 extern int split_vma(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *,
3237                          unsigned long addr, int new_below);
3238 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
3239 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
3240 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
3241         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
3242         bool *need_rmap_locks);
3243 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
3244
3245 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
3246                                     unsigned long new,
3247                                     unsigned long start,
3248                                     unsigned long end_data,
3249                                     unsigned long start_data)
3250 {
3251         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
3252                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
3253                         return -ENOSPC;
3254         }
3255
3256         return 0;
3257 }
3258
3259 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
3260 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
3261
3262 extern int set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3263 extern int replace_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
3264 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
3265 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
3266
3267 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
3268 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
3269
3270 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
3271                                    const struct vm_special_mapping *sm);
3272 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3273                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3274                                    unsigned long flags,
3275                                    const struct vm_special_mapping *spec);
3276 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
3277 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
3278                                    unsigned long addr, unsigned long len,
3279                                    unsigned long flags, struct page **pages);
3280
3281 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
3282 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
3283
3284 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3285
3286 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
3287         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
3288         struct list_head *uf);
3289 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
3290         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
3291         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
3292 extern int do_vmi_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct mm_struct *mm,
3293                          unsigned long start, size_t len, struct list_head *uf,
3294                          bool unlock);
3295 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
3296                      struct list_head *uf);
3297 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
3298
3299 #ifdef CONFIG_MMU
3300 extern int do_vma_munmap(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
3301                          unsigned long start, unsigned long end,
3302                          struct list_head *uf, bool unlock);
3303 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
3304                          int ignore_errors);
3305 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
3306 {
3307         /* Ignore errors */
3308         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
3309 }
3310 #else
3311 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
3312 #endif
3313
3314 /* These take the mm semaphore themselves */
3315 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
3316 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
3317 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
3318 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
3319         unsigned long, unsigned long,
3320         unsigned long, unsigned long);
3321
3322 struct vm_unmapped_area_info {
3323 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
3324         unsigned long flags;
3325         unsigned long length;
3326         unsigned long low_limit;
3327         unsigned long high_limit;
3328         unsigned long align_mask;
3329         unsigned long align_offset;
3330 };
3331
3332 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
3333
3334 /* truncate.c */
3335 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
3336 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
3337                                        loff_t lstart, loff_t lend);
3338 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
3339
3340 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
3341 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
3342 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3343                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
3344 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
3345
3346 extern unsigned long stack_guard_gap;
3347 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
3348 int expand_stack_locked(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3349 struct vm_area_struct *expand_stack(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3350
3351 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
3352 int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
3353
3354 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
3355 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
3356 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
3357                                              struct vm_area_struct **pprev);
3358
3359 /*
3360  * Look up the first VMA which intersects the interval [start_addr, end_addr)
3361  * NULL if none.  Assume start_addr < end_addr.
3362  */
3363 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
3364                         unsigned long start_addr, unsigned long end_addr);
3365
3366 /**
3367  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
3368  * @mm: The process address space.
3369  * @addr: The user address.
3370  *
3371  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
3372  */
3373 static inline
3374 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3375 {
3376         return mtree_load(&mm->mm_mt, addr);
3377 }
3378
3379 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
3380 {
3381         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
3382
3383         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
3384                 vm_start -= stack_guard_gap;
3385                 if (vm_start > vma->vm_start)
3386                         vm_start = 0;
3387         }
3388         return vm_start;
3389 }
3390
3391 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
3392 {
3393         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
3394
3395         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
3396                 vm_end += stack_guard_gap;
3397                 if (vm_end < vma->vm_end)
3398                         vm_end = -PAGE_SIZE;
3399         }
3400         return vm_end;
3401 }
3402
3403 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
3404 {
3405         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
3406 }
3407
3408 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
3409 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
3410                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
3411 {
3412         struct vm_area_struct *vma = vma_lookup(mm, vm_start);
3413
3414         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
3415                 vma = NULL;
3416
3417         return vma;
3418 }
3419
3420 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
3421                                 unsigned long start, unsigned long end)
3422 {
3423         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
3424 }
3425
3426 #ifdef CONFIG_MMU
3427 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
3428 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
3429 #else
3430 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
3431 {
3432         return __pgprot(0);
3433 }
3434 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
3435 {
3436         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
3437 }
3438 #endif
3439
3440 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
3441
3442 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3443 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
3444                         unsigned long start, unsigned long end);
3445 #endif
3446
3447 struct vm_area_struct *find_extend_vma_locked(struct mm_struct *,
3448                 unsigned long addr);
3449 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
3450                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
3451 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3452                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
3453 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
3454 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3455                         struct page **pages, unsigned long *num);
3456 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3457                                 unsigned long num);
3458 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
3459                                 unsigned long num);
3460 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3461                         unsigned long pfn);
3462 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3463                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
3464 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
3465                         pfn_t pfn);
3466 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
3467                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
3468 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
3469
3470 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
3471                                 unsigned long addr, struct page *page)
3472 {
3473         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
3474
3475         if (err == -ENOMEM)
3476                 return VM_FAULT_OOM;
3477         if (err < 0 && err != -EBUSY)
3478                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3479
3480         return VM_FAULT_NOPAGE;
3481 }
3482
3483 #ifndef io_remap_pfn_range
3484 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
3485                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
3486                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
3487 {
3488         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
3489 }
3490 #endif
3491
3492 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
3493 {
3494         if (err == -ENOMEM)
3495                 return VM_FAULT_OOM;
3496         else if (err == -EHWPOISON)
3497                 return VM_FAULT_HWPOISON;
3498         return VM_FAULT_SIGBUS;
3499 }
3500
3501 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
3502                          unsigned int foll_flags);
3503
3504 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
3505 {
3506         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
3507                 return -ENOMEM;
3508         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
3509                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
3510         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
3511                 return -EFAULT;
3512         return 0;
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Indicates whether GUP can follow a PROT_NONE mapped page, or whether
3517  * a (NUMA hinting) fault is required.
3518  */
3519 static inline bool gup_can_follow_protnone(unsigned int flags)
3520 {
3521         /*
3522          * FOLL_FORCE has to be able to make progress even if the VMA is
3523          * inaccessible. Further, FOLL_FORCE access usually does not represent
3524          * application behaviour and we should avoid triggering NUMA hinting
3525          * faults.
3526          */
3527         return flags & FOLL_FORCE;
3528 }
3529
3530 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
3531 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
3532                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
3533 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
3534                                    unsigned long address, unsigned long size,
3535                                    pte_fn_t fn, void *data);
3536
3537 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
3538 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
3539 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
3540 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
3541 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
3542 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
3543 {
3544         return _page_poisoning_enabled_early;
3545 }
3546 /*
3547  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
3548  * false negative result is not harmful when called too early.
3549  */
3550 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
3551 {
3552         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
3553 }
3554 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
3555 {
3556         if (page_poisoning_enabled_static())
3557                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
3558 }
3559 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
3560 {
3561         if (page_poisoning_enabled_static())
3562                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
3563 }
3564 #else
3565 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
3566 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
3567 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
3568 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3569 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3570 #endif
3571
3572 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
3573 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
3574 {
3575         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
3576                                 &init_on_alloc))
3577                 return true;
3578         return flags & __GFP_ZERO;
3579 }
3580
3581 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
3582 static inline bool want_init_on_free(void)
3583 {
3584         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
3585                                    &init_on_free);
3586 }
3587
3588 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
3589 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3590
3591 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3592 {
3593         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3594                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3595 }
3596
3597 /*
3598  * For use in fast paths after mem_debugging_and_hardening_init() has run,
3599  * or when a false negative result is not harmful when called too early.
3600  */
3601 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3602 {
3603         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3604                 return false;
3605
3606         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3607 }
3608
3609 /*
3610  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3611  * __kernel_map_pages() never fails
3612  */
3613 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3614 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3615 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3616 {
3617         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3618                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3619 }
3620
3621 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3622 {
3623         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3624                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3625 }
3626
3627 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3628 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3629
3630 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3631 {
3632         return _debug_guardpage_minorder;
3633 }
3634
3635 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3636 {
3637         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3638 }
3639
3640 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3641 {
3642         if (!debug_guardpage_enabled())
3643                 return false;
3644
3645         return PageGuard(page);
3646 }
3647
3648 bool __set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3649                       int migratetype);
3650 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3651                                   unsigned int order, int migratetype)
3652 {
3653         if (!debug_guardpage_enabled())
3654                 return false;
3655         return __set_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3656 }
3657
3658 void __clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page, unsigned int order,
3659                         int migratetype);
3660 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3661                                     unsigned int order, int migratetype)
3662 {
3663         if (!debug_guardpage_enabled())
3664                 return;
3665         __clear_page_guard(zone, page, order, migratetype);
3666 }
3667
3668 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3669 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3670 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3671 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3672 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3673 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3674 static inline bool set_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3675                         unsigned int order, int migratetype) { return false; }
3676 static inline void clear_page_guard(struct zone *zone, struct page *page,
3677                                 unsigned int order, int migratetype) {}
3678 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3679
3680 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3681 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3682 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3683 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3684 #else
3685 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3686 {
3687         return NULL;
3688 }
3689 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3690 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3691 {
3692         return 0;
3693 }
3694 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3695
3696 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3697
3698 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3699 extern int sysctl_drop_caches;
3700 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3701                 loff_t *);
3702 #endif
3703
3704 void drop_slab(void);
3705
3706 #ifndef CONFIG_MMU
3707 #define randomize_va_space 0
3708 #else
3709 extern int randomize_va_space;
3710 #endif
3711
3712 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3713 #ifdef CONFIG_MMU
3714 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3715 #else
3716 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3717 {
3718 }
3719 #endif
3720
3721 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3722 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3723                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap,
3724                 struct dev_pagemap *pgmap);
3725 void pmd_init(void *addr);
3726 void pud_init(void *addr);
3727 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3728 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3729 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3730 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3731 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3732                             struct vmem_altmap *altmap, struct page *reuse);
3733 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3734 struct vmem_altmap;
3735 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3736                               struct vmem_altmap *altmap);
3737 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3738 void vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmd, void *p, int node,
3739                      unsigned long addr, unsigned long next);
3740 int vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmd, int node,
3741                       unsigned long addr, unsigned long next);
3742 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3743                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3744 int vmemmap_populate_hugepages(unsigned long start, unsigned long end,
3745                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3746 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3747                 struct vmem_altmap *altmap);
3748 void vmemmap_populate_print_last(void);
3749 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3750 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3751                 struct vmem_altmap *altmap);
3752 #endif
3753
3754 #define VMEMMAP_RESERVE_NR      2
3755 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_OPTIMIZE_DAX_VMEMMAP
3756 static inline bool __vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3757                                           struct dev_pagemap *pgmap)
3758 {
3759         unsigned long nr_pages;
3760         unsigned long nr_vmemmap_pages;
3761
3762         if (!pgmap || !is_power_of_2(sizeof(struct page)))
3763                 return false;
3764
3765         nr_pages = pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
3766         nr_vmemmap_pages = ((nr_pages * sizeof(struct page)) >> PAGE_SHIFT);
3767         /*
3768          * For vmemmap optimization with DAX we need minimum 2 vmemmap
3769          * pages. See layout diagram in Documentation/mm/vmemmap_dedup.rst
3770          */
3771         return !altmap && (nr_vmemmap_pages > VMEMMAP_RESERVE_NR);
3772 }
3773 /*
3774  * If we don't have an architecture override, use the generic rule
3775  */
3776 #ifndef vmemmap_can_optimize
3777 #define vmemmap_can_optimize __vmemmap_can_optimize
3778 #endif
3779
3780 #else
3781 static inline bool vmemmap_can_optimize(struct vmem_altmap *altmap,
3782                                            struct dev_pagemap *pgmap)
3783 {
3784         return false;
3785 }
3786 #endif
3787
3788 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3789                                   unsigned long nr_pages);
3790
3791 enum mf_flags {
3792         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3793         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3794         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3795         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3796         MF_UNPOISON = 1 << 4,
3797         MF_SW_SIMULATED = 1 << 5,
3798         MF_NO_RETRY = 1 << 6,
3799 };
3800 int mf_dax_kill_procs(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3801                       unsigned long count, int mf_flags);
3802 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3803 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3804 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3805 extern void shake_page(struct page *p);
3806 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3807 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3808 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
3809 /*
3810  * Sysfs entries for memory failure handling statistics.
3811  */
3812 extern const struct attribute_group memory_failure_attr_group;
3813 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3814 extern int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3815                                         bool *migratable_cleared);
3816 void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn);
3817 void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i);
3818 struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early);
3819 #else
3820 static inline void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
3821 {
3822 }
3823
3824 static inline int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
3825                                         bool *migratable_cleared)
3826 {
3827         return 0;
3828 }
3829
3830 static inline void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn)
3831 {
3832 }
3833
3834 static inline void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i)
3835 {
3836 }
3837 #endif
3838
3839 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_KSM)
3840 void add_to_kill_ksm(struct task_struct *tsk, struct page *p,
3841                      struct vm_area_struct *vma, struct list_head *to_kill,
3842                      unsigned long ksm_addr);
3843 #endif
3844
3845 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3846 extern void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn);
3847 extern void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i);
3848 #else
3849 static inline void memblk_nr_poison_inc(unsigned long pfn)
3850 {
3851 }
3852
3853 static inline void memblk_nr_poison_sub(unsigned long pfn, long i)
3854 {
3855 }
3856 #endif
3857
3858 #ifndef arch_memory_failure
3859 static inline int arch_memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
3860 {
3861         return -ENXIO;
3862 }
3863 #endif
3864
3865 #ifndef arch_is_platform_page
3866 static inline bool arch_is_platform_page(u64 paddr)
3867 {
3868         return false;
3869 }
3870 #endif
3871
3872 /*
3873  * Error handlers for various types of pages.
3874  */
3875 enum mf_result {
3876         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3877         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3878         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3879         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3880 };
3881
3882 enum mf_action_page_type {
3883         MF_MSG_KERNEL,
3884         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3885         MF_MSG_SLAB,
3886         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3887         MF_MSG_HUGE,
3888         MF_MSG_FREE_HUGE,
3889         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3890         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3891         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3892         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3893         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3894         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3895         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3896         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3897         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3898         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3899         MF_MSG_BUDDY,
3900         MF_MSG_DAX,
3901         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3902         MF_MSG_UNKNOWN,
3903 };
3904
3905 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3906 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3907                             unsigned long addr_hint,
3908                             unsigned int pages_per_huge_page);
3909 int copy_user_large_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
3910                           unsigned long addr_hint,
3911                           struct vm_area_struct *vma);
3912 long copy_folio_from_user(struct folio *dst_folio,
3913                            const void __user *usr_src,
3914                            bool allow_pagefault);
3915
3916 /**
3917  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3918  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3919  *
3920  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3921  * the definition in vm_normal_page().
3922  *
3923  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3924  * false otherwise.
3925  */
3926 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3927 {
3928         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3929                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3930 }
3931
3932 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3933
3934 #if MAX_NUMNODES > 1
3935 void __init setup_nr_node_ids(void);
3936 #else
3937 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3938 #endif
3939
3940 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3941
3942 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3943 {
3944         return !memcmp_pages(page1, page2);
3945 }
3946
3947 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3948 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3949                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3950                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3951                                                 unsigned long *bitmap,
3952                                                 pgoff_t *start,
3953                                                 pgoff_t *end);
3954
3955 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3956                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3957 #endif
3958
3959 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3960
3961 #ifdef CONFIG_PRINTK
3962 void mem_dump_obj(void *object);
3963 #else
3964 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3965 #endif
3966
3967 /**
3968  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3969  * @seals: the seals to check
3970  * @vma: the vma to operate on
3971  *
3972  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3973  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3974  */
3975 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3976 {
3977         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3978                 /*
3979                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3980                  * "future write" seal active.
3981                  */
3982                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3983                         return -EPERM;
3984
3985                 /*
3986                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3987                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3988                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3989                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3990                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3991                  */
3992                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3993                         vm_flags_clear(vma, VM_MAYWRITE);
3994         }
3995
3996         return 0;
3997 }
3998
3999 #ifdef CONFIG_ANON_VMA_NAME
4000 int madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4001                           unsigned long len_in,
4002                           struct anon_vma_name *anon_name);
4003 #else
4004 static inline int
4005 madvise_set_anon_name(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
4006                       unsigned long len_in, struct anon_vma_name *anon_name) {
4007         return 0;
4008 }
4009 #endif
4010
4011 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
4012
4013 bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4014 void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
4015
4016 #else
4017
4018 static inline bool range_contains_unaccepted_memory(phys_addr_t start,
4019                                                     phys_addr_t end)
4020 {
4021         return false;
4022 }
4023
4024 static inline void accept_memory(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
4025 {
4026 }
4027
4028 #endif
4029
4030 #endif /* _LINUX_MM_H */