Merge tag 'linux-kselftest-next-5.17-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[linux-block.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34 #include <linux/kasan.h>
35
36 struct mempolicy;
37 struct anon_vma;
38 struct anon_vma_chain;
39 struct user_struct;
40 struct pt_regs;
41
42 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
43
44 void init_mm_internals(void);
45
46 #ifndef CONFIG_NUMA             /* Don't use mapnrs, do it properly */
47 extern unsigned long max_mapnr;
48
49 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
50 {
51         max_mapnr = limit;
52 }
53 #else
54 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
55 #endif
56
57 extern atomic_long_t _totalram_pages;
58 static inline unsigned long totalram_pages(void)
59 {
60         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
61 }
62
63 static inline void totalram_pages_inc(void)
64 {
65         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
66 }
67
68 static inline void totalram_pages_dec(void)
69 {
70         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
71 }
72
73 static inline void totalram_pages_add(long count)
74 {
75         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
76 }
77
78 extern void * high_memory;
79 extern int page_cluster;
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 /*
102  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
103  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
104  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
105  * redefine this macro to strip tags from pointers.
106  * It's defined as noop for architectures that don't support memory tagging.
107  */
108 #ifndef untagged_addr
109 #define untagged_addr(addr) (addr)
110 #endif
111
112 #ifndef __pa_symbol
113 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
114 #endif
115
116 #ifndef page_to_virt
117 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
118 #endif
119
120 #ifndef lm_alias
121 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
122 #endif
123
124 /*
125  * To prevent common memory management code establishing
126  * a zero page mapping on a read fault.
127  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
128  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
129  * related to the physical page in case of virtualization.
130  */
131 #ifndef mm_forbids_zeropage
132 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
133 #endif
134
135 /*
136  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
137  * If an architecture decides to implement their own version of
138  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
139  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
140  */
141 #if BITS_PER_LONG == 64
142 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
143  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
144  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
145  * combine write statements if they are both assignments and can be reordered,
146  * this can result in several of the writes here being dropped.
147  */
148 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
149 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
150 {
151         unsigned long *_pp = (void *)page;
152
153          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
154         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
155         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
156         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
157
158         switch (sizeof(struct page)) {
159         case 80:
160                 _pp[9] = 0;
161                 fallthrough;
162         case 72:
163                 _pp[8] = 0;
164                 fallthrough;
165         case 64:
166                 _pp[7] = 0;
167                 fallthrough;
168         case 56:
169                 _pp[6] = 0;
170                 _pp[5] = 0;
171                 _pp[4] = 0;
172                 _pp[3] = 0;
173                 _pp[2] = 0;
174                 _pp[1] = 0;
175                 _pp[0] = 0;
176         }
177 }
178 #else
179 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
180 #endif
181
182 /*
183  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
184  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
185  * problem.
186  *
187  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
188  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
189  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
190  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
191  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
192  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
193  *
194  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
195  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
196  * that.
197  */
198 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
199 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
200
201 extern int sysctl_max_map_count;
202
203 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
204 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
205
206 extern int sysctl_overcommit_memory;
207 extern int sysctl_overcommit_ratio;
208 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
209
210 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
211                 loff_t *);
212 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
213                 loff_t *);
214 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
215                 loff_t *);
216
217 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
218 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
219 #else
220 #define nth_page(page,n) ((page) + (n))
221 #endif
222
223 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
224 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(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
231 void setup_initial_init_mm(void *start_code, void *end_code,
232                            void *end_data, void *brk);
233
234 /*
235  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
236  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
237  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
238  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
239  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
240  * mmap() functions).
241  */
242
243 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
244 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
245 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
246
247 #ifndef CONFIG_MMU
248 extern struct rb_root nommu_region_tree;
249 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
250
251 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
252 #endif
253
254 /*
255  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
256  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
257  */
258 #define VM_NONE         0x00000000
259
260 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
261 #define VM_WRITE        0x00000002
262 #define VM_EXEC         0x00000004
263 #define VM_SHARED       0x00000008
264
265 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
266 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
267 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
268 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
269 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
270
271 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
272 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
273 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
274 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
275
276 #define VM_LOCKED       0x00002000
277 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
278
279                                         /* Used by sys_madvise() */
280 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
281 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
282
283 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
284 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
285 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
286 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
287 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
288 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
289 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
290 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
291 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
292 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
293
294 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
295 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
296 #else
297 # define VM_SOFTDIRTY   0
298 #endif
299
300 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
301 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
302 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
303 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
304
305 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
306 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
307 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
308 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
309 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
310 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
311 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
312 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
313 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
314 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
315 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
316 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
317
318 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
319 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
320 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
321 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
322 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
323 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
324 #ifdef CONFIG_PPC
325 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
326 #else
327 # define VM_PKEY_BIT4  0
328 #endif
329 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
330
331 #if defined(CONFIG_X86)
332 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
333 #elif defined(CONFIG_PPC)
334 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
335 #elif defined(CONFIG_PARISC)
336 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
337 #elif defined(CONFIG_IA64)
338 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
339 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
340 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
341 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
342 #elif defined(CONFIG_ARM64)
343 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
344 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
345 #elif !defined(CONFIG_MMU)
346 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
347 #endif
348
349 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
350 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
351 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
352 #else
353 # define VM_MTE         VM_NONE
354 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
355 #endif
356
357 #ifndef VM_GROWSUP
358 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
359 #endif
360
361 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR
362 # define VM_UFFD_MINOR_BIT      37
363 # define VM_UFFD_MINOR          BIT(VM_UFFD_MINOR_BIT)  /* UFFD minor faults */
364 #else /* !CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
365 # define VM_UFFD_MINOR          VM_NONE
366 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_USERFAULTFD_MINOR */
367
368 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
369 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
370
371 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
372
373 /* Common data flag combinations */
374 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
375                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
376 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
377                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
378 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
379                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
380
381 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
382 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
383 #endif
384
385 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
386 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
387 #endif
388
389 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
390 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
391 #else
392 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
393 #endif
394
395 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
396
397 /* VMA basic access permission flags */
398 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
399
400
401 /*
402  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
403  */
404 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
405
406 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
407 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
408
409 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
410 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
411
412 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
413 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
414
415 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
416 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
417 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
418 #endif
419 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
420
421 /*
422  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
423  * low four bits) to a page protection mask..
424  */
425 extern pgprot_t protection_map[16];
426
427 /**
428  * enum fault_flag - Fault flag definitions.
429  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
430  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
431  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
432  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
433  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
434  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
435  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
436  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
437  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
438  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
439  *
440  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
441  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
442  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
443  *
444  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
445  *                              this is the first try
446  *
447  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
448  *                              we've already tried at least once
449  *
450  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
451  *
452  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
453  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
454  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
455  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
456  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
457  * interrupted if necessary.
458  */
459 enum fault_flag {
460         FAULT_FLAG_WRITE =              1 << 0,
461         FAULT_FLAG_MKWRITE =            1 << 1,
462         FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY =        1 << 2,
463         FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT =       1 << 3,
464         FAULT_FLAG_KILLABLE =           1 << 4,
465         FAULT_FLAG_TRIED =              1 << 5,
466         FAULT_FLAG_USER =               1 << 6,
467         FAULT_FLAG_REMOTE =             1 << 7,
468         FAULT_FLAG_INSTRUCTION =        1 << 8,
469         FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE =      1 << 9,
470 };
471
472 /*
473  * The default fault flags that should be used by most of the
474  * arch-specific page fault handlers.
475  */
476 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
477                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
478                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
479
480 /**
481  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
482  * @flags: Fault flags.
483  *
484  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
485  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
486  * to change, in which case we can try to be polite to release the
487  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
488  * processes that would also want the mmap_lock.
489  *
490  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
491  * attempt of the fault handling; false otherwise.
492  */
493 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(enum fault_flag flags)
494 {
495         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
496             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
497 }
498
499 #define FAULT_FLAG_TRACE \
500         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
501         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
502         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
503         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
504         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
505         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
506         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
507         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
508         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
509         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
510
511 /*
512  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
513  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
514  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
515  *
516  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
517  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
518  *
519  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
520  */
521 struct vm_fault {
522         const struct {
523                 struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
524                 gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
525                 pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
526                 unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
527         };
528         enum fault_flag flags;          /* FAULT_FLAG_xxx flags
529                                          * XXX: should really be 'const' */
530         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
531                                          * the 'address' */
532         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
533                                          * the 'address'
534                                          */
535         union {
536                 pte_t orig_pte;         /* Value of PTE at the time of fault */
537                 pmd_t orig_pmd;         /* Value of PMD at the time of fault,
538                                          * used by PMD fault only.
539                                          */
540         };
541
542         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
543         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
544                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
545                                          * is set (which is also implied by
546                                          * VM_FAULT_ERROR).
547                                          */
548         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
549         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
550                                          * the 'address'. NULL if the page
551                                          * table hasn't been allocated.
552                                          */
553         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
554                                          * Protects pte page table if 'pte'
555                                          * is not NULL, otherwise pmd.
556                                          */
557         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
558                                          * vm_ops->map_pages() sets up a page
559                                          * table from atomic context.
560                                          * do_fault_around() pre-allocates
561                                          * page table to avoid allocation from
562                                          * atomic context.
563                                          */
564 };
565
566 /* page entry size for vm->huge_fault() */
567 enum page_entry_size {
568         PE_SIZE_PTE = 0,
569         PE_SIZE_PMD,
570         PE_SIZE_PUD,
571 };
572
573 /*
574  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
575  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
576  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
577  */
578 struct vm_operations_struct {
579         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
580         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
581         /* Called any time before splitting to check if it's allowed */
582         int (*may_split)(struct vm_area_struct *area, unsigned long addr);
583         int (*mremap)(struct vm_area_struct *area);
584         /*
585          * Called by mprotect() to make driver-specific permission
586          * checks before mprotect() is finalised.   The VMA must not
587          * be modified.  Returns 0 if eprotect() can proceed.
588          */
589         int (*mprotect)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
590                         unsigned long end, unsigned long newflags);
591         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
592         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
593                         enum page_entry_size pe_size);
594         vm_fault_t (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
595                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
596         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
597
598         /* notification that a previously read-only page is about to become
599          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
600         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
601
602         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
603         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
604
605         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
606          * for use by special VMAs. See also generic_access_phys() for a generic
607          * implementation useful for any iomem mapping.
608          */
609         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
610                       void *buf, int len, int write);
611
612         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
613          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
614          * vma to be dumped unconditionally. */
615         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
616
617 #ifdef CONFIG_NUMA
618         /*
619          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
620          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
621          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
622          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
623          * mempolicy.
624          */
625         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
626
627         /*
628          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
629          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
630          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
631          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
632          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
633          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
634          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
635          * policy.
636          */
637         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
638                                         unsigned long addr);
639 #endif
640         /*
641          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
642          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
643          * (using pte_page()) would not find the correct page.
644          */
645         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
646                                           unsigned long addr);
647 };
648
649 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
650 {
651         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
652
653         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
654         vma->vm_mm = mm;
655         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
656         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
657 }
658
659 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
660 {
661         vma->vm_ops = NULL;
662 }
663
664 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
665 {
666         return !vma->vm_ops;
667 }
668
669 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
670 {
671         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
672
673         if (!maybe_stack)
674                 return false;
675
676         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
677                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
678                 return true;
679
680         return false;
681 }
682
683 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
684 {
685         if (!current->mm)
686                 return true;
687
688         if (current->mm != vma->vm_mm)
689                 return true;
690
691         return false;
692 }
693
694 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
695 {
696         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
697 }
698
699 #ifdef CONFIG_SHMEM
700 /*
701  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
702  * paths in userfault.
703  */
704 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
705 #else
706 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
707 #endif
708
709 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
710
711 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
712 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
713
714 struct mmu_gather;
715 struct inode;
716
717 #include <linux/huge_mm.h>
718
719 /*
720  * Methods to modify the page usage count.
721  *
722  * What counts for a page usage:
723  * - cache mapping   (page->mapping)
724  * - private data    (page->private)
725  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
726  *   is counted separately
727  *
728  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
729  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
730  */
731
732 /*
733  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
734  */
735 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
736 {
737         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
738         return page_ref_dec_and_test(page);
739 }
740
741 static inline int folio_put_testzero(struct folio *folio)
742 {
743         return put_page_testzero(&folio->page);
744 }
745
746 /*
747  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
748  * that is the case.
749  * This can be called when MMU is off so it must not access
750  * any of the virtual mappings.
751  */
752 static inline bool get_page_unless_zero(struct page *page)
753 {
754         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
755 }
756
757 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
758
759 enum {
760         REGION_INTERSECTS,
761         REGION_DISJOINT,
762         REGION_MIXED,
763 };
764
765 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
766                       unsigned long desc);
767
768 /* Support for virtually mapped pages */
769 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
770 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
771
772 /*
773  * Determine if an address is within the vmalloc range
774  *
775  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
776  * is no special casing required.
777  */
778
779 #ifndef is_ioremap_addr
780 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
781 #endif
782
783 #ifdef CONFIG_MMU
784 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
785 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
786 #else
787 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
788 {
789         return false;
790 }
791 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
792 {
793         return 0;
794 }
795 #endif
796
797 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
798 {
799         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
800 }
801
802 /*
803  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
804  *
805  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
806  */
807 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
808 {
809         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
810         page = compound_head(page);
811         return head_compound_mapcount(page);
812 }
813
814 /*
815  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
816  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
817  * and atomic_add_negative(-1).
818  */
819 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
820 {
821         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
822 }
823
824 int __page_mapcount(struct page *page);
825
826 /*
827  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
828  * compound_mapcount().
829  *
830  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
831  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
832  * They use this place in struct page differently.
833  */
834 static inline int page_mapcount(struct page *page)
835 {
836         if (unlikely(PageCompound(page)))
837                 return __page_mapcount(page);
838         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
839 }
840
841 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
842 int total_mapcount(struct page *page);
843 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
844 #else
845 static inline int total_mapcount(struct page *page)
846 {
847         return page_mapcount(page);
848 }
849 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
850                                            int *total_mapcount)
851 {
852         int mapcount = page_mapcount(page);
853         if (total_mapcount)
854                 *total_mapcount = mapcount;
855         return mapcount;
856 }
857 #endif
858
859 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
860 {
861         struct page *page = virt_to_page(x);
862
863         return compound_head(page);
864 }
865
866 static inline struct folio *virt_to_folio(const void *x)
867 {
868         struct page *page = virt_to_page(x);
869
870         return page_folio(page);
871 }
872
873 void __put_page(struct page *page);
874
875 void put_pages_list(struct list_head *pages);
876
877 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
878 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src);
879
880 unsigned long nr_free_buffer_pages(void);
881
882 /*
883  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
884  * prototype for that function and accessor functions.
885  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
886  */
887 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
888
889 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
890 enum compound_dtor_id {
891         NULL_COMPOUND_DTOR,
892         COMPOUND_PAGE_DTOR,
893 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
894         HUGETLB_PAGE_DTOR,
895 #endif
896 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
897         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
898 #endif
899         NR_COMPOUND_DTORS,
900 };
901 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
902
903 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
904                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
905 {
906         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
907         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
908 }
909
910 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
911 {
912         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
913         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
914 }
915
916 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
917 {
918         if (!PageHead(page))
919                 return 0;
920         return page[1].compound_order;
921 }
922
923 /**
924  * folio_order - The allocation order of a folio.
925  * @folio: The folio.
926  *
927  * A folio is composed of 2^order pages.  See get_order() for the definition
928  * of order.
929  *
930  * Return: The order of the folio.
931  */
932 static inline unsigned int folio_order(struct folio *folio)
933 {
934         return compound_order(&folio->page);
935 }
936
937 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
938 {
939         /*
940          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
941          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
942          * pages cannot support it.
943          */
944         page = compound_head(page);
945         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
946 }
947
948 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
949 {
950         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
951 }
952
953 static inline int compound_pincount(struct page *page)
954 {
955         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
956         page = compound_head(page);
957         return head_compound_pincount(page);
958 }
959
960 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
961 {
962         page[1].compound_order = order;
963         page[1].compound_nr = 1U << order;
964 }
965
966 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
967 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
968 {
969         if (!PageHead(page))
970                 return 1;
971         return page[1].compound_nr;
972 }
973
974 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
975 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
976 {
977         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
978 }
979
980 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
981 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
982 {
983         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
984 }
985
986 void free_compound_page(struct page *page);
987
988 #ifdef CONFIG_MMU
989 /*
990  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
991  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
992  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
993  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
994  */
995 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
996 {
997         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
998                 pte = pte_mkwrite(pte);
999         return pte;
1000 }
1001
1002 vm_fault_t do_set_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
1003 void do_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page, unsigned long addr);
1004
1005 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
1006 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
1007 #endif
1008
1009 /*
1010  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
1011  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
1012  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
1013  * only one copy in memory, at most, normally.
1014  *
1015  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
1016  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
1017  *   freelist management in the buddy allocator.
1018  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
1019  *
1020  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
1021  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
1022  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
1023  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
1024  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
1025  *
1026  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1027  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1028  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1029  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1030  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1031  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1032  * subsequently been given references to it.
1033  *
1034  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1035  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1036  * The following discussion applies only to them.
1037  *
1038  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1039  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1040  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1041  * into the filesystem to release these pages.
1042  *
1043  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1044  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1045  * in units of PAGE_SIZE.
1046  *
1047  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1048  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1049  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1050  *
1051  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1052  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1053  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1054  *
1055  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1056  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1057  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1058  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1059  *
1060  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1061  * - inode pages may need to be read from disk,
1062  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1063  *   to be written back to the inode on disk,
1064  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1065  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1066  *   back into memory.
1067  */
1068
1069 /*
1070  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1071  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1072  */
1073
1074 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1075 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1076 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1077 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1078 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1079 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1080
1081 /*
1082  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1083  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1084  * the compiler will optimise away reference to them.
1085  */
1086 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1087 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1088 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1089 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1090 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1091
1092 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1093 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1094 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1095 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1096                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1097 #else
1098 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1099 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1100                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1101 #endif
1102
1103 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1104
1105 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1106 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1107 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1108 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1109 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1110 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1111
1112 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1113 {
1114         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1115         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1116 }
1117
1118 static inline enum zone_type folio_zonenum(const struct folio *folio)
1119 {
1120         return page_zonenum(&folio->page);
1121 }
1122
1123 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1124 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1125 {
1126         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1127 }
1128 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1129                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1130 #else
1131 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1132 {
1133         return false;
1134 }
1135 #endif
1136
1137 static inline bool is_zone_movable_page(const struct page *page)
1138 {
1139         return page_zonenum(page) == ZONE_MOVABLE;
1140 }
1141
1142 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1143 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1144 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1145
1146 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1147 {
1148         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1149                 return false;
1150         if (!is_zone_device_page(page))
1151                 return false;
1152         switch (page->pgmap->type) {
1153         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1154         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1155                 return true;
1156         default:
1157                 break;
1158         }
1159         return false;
1160 }
1161
1162 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1163
1164 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1165 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1166 {
1167         return false;
1168 }
1169
1170 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1171 {
1172 }
1173 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1174
1175 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1176 {
1177         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1178                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1179                 is_zone_device_page(page) &&
1180                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1181 }
1182
1183 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1184 {
1185         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1186                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1187                 is_zone_device_page(page) &&
1188                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1189 }
1190
1191 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1192 #define folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio) \
1193         ((unsigned int) folio_ref_count(folio) + 127u <= 127u)
1194
1195 /**
1196  * folio_get - Increment the reference count on a folio.
1197  * @folio: The folio.
1198  *
1199  * Context: May be called in any context, as long as you know that
1200  * you have a refcount on the folio.  If you do not already have one,
1201  * folio_try_get() may be the right interface for you to use.
1202  */
1203 static inline void folio_get(struct folio *folio)
1204 {
1205         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_zero_or_close_to_overflow(folio), folio);
1206         folio_ref_inc(folio);
1207 }
1208
1209 static inline void get_page(struct page *page)
1210 {
1211         folio_get(page_folio(page));
1212 }
1213
1214 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1215 struct page *try_grab_compound_head(struct page *page, int refs,
1216                                     unsigned int flags);
1217
1218
1219 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1220 {
1221         page = compound_head(page);
1222         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1223                 return false;
1224         page_ref_inc(page);
1225         return true;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * folio_put - Decrement the reference count on a folio.
1230  * @folio: The folio.
1231  *
1232  * If the folio's reference count reaches zero, the memory will be
1233  * released back to the page allocator and may be used by another
1234  * allocation immediately.  Do not access the memory or the struct folio
1235  * after calling folio_put() unless you can be sure that it wasn't the
1236  * last reference.
1237  *
1238  * Context: May be called in process or interrupt context, but not in NMI
1239  * context.  May be called while holding a spinlock.
1240  */
1241 static inline void folio_put(struct folio *folio)
1242 {
1243         if (folio_put_testzero(folio))
1244                 __put_page(&folio->page);
1245 }
1246
1247 static inline void put_page(struct page *page)
1248 {
1249         struct folio *folio = page_folio(page);
1250
1251         /*
1252          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1253          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1254          * need to inform the device driver through callback. See
1255          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1256          */
1257         if (page_is_devmap_managed(&folio->page)) {
1258                 put_devmap_managed_page(&folio->page);
1259                 return;
1260         }
1261
1262         folio_put(folio);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1267  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1268  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1269  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1270  *
1271  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1272  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1273  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1274  *
1275  * Choice of value:
1276  *
1277  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1278  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1279  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1280  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1281  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1282  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1283  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1284  *
1285  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1286  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1287  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1288  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1289  * issue.
1290  *
1291  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1292  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1293  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1294  * table entries.
1295  */
1296 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1297
1298 void unpin_user_page(struct page *page);
1299 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1300                                  bool make_dirty);
1301 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
1302                                       bool make_dirty);
1303 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1304
1305 /**
1306  * page_maybe_dma_pinned - Report if a page is pinned for DMA.
1307  * @page: The page.
1308  *
1309  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1310  * a function in the pin_user_pages() family.
1311  *
1312  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1313  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1314  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1315  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1316  *
1317  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1318  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1319  * deal gracefully with a false positive.
1320  *
1321  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1322  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1323  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1324  * scheme).
1325  *
1326  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1327  *
1328  * Return: True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1329  * False, if the page is definitely not dma-pinned.
1330  */
1331 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1332 {
1333         if (hpage_pincount_available(page))
1334                 return compound_pincount(page) > 0;
1335
1336         /*
1337          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1338          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1339          * further incrementing the refcount.
1340          *
1341          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1342          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1343          */
1344         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1345                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1346 }
1347
1348 static inline bool is_cow_mapping(vm_flags_t flags)
1349 {
1350         return (flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * This should most likely only be called during fork() to see whether we
1355  * should break the cow immediately for a page on the src mm.
1356  */
1357 static inline bool page_needs_cow_for_dma(struct vm_area_struct *vma,
1358                                           struct page *page)
1359 {
1360         if (!is_cow_mapping(vma->vm_flags))
1361                 return false;
1362
1363         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, &vma->vm_mm->flags))
1364                 return false;
1365
1366         return page_maybe_dma_pinned(page);
1367 }
1368
1369 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1370 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1371 #endif
1372
1373 /*
1374  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1375  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1376  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1377  * node id available in page flags.
1378  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1379  * pages in a zone.
1380  */
1381 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1382 {
1383         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1384 }
1385
1386 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1387 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1388 #else
1389 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1390 {
1391         struct page *p = (struct page *)page;
1392
1393         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1394 }
1395 #endif
1396
1397 static inline int folio_nid(const struct folio *folio)
1398 {
1399         return page_to_nid(&folio->page);
1400 }
1401
1402 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1403 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1404 {
1405         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1406 }
1407
1408 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1409 {
1410         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1411 }
1412
1413 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1414 {
1415         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1416 }
1417
1418 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1419 {
1420         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1421 }
1422
1423 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1424 {
1425         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1426 }
1427
1428 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1429 {
1430         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1431 }
1432
1433 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1434 {
1435         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1436 }
1437
1438 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1439 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1440 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1441 {
1442         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1443 }
1444
1445 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1446 {
1447         return page->_last_cpupid;
1448 }
1449 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1450 {
1451         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1452 }
1453 #else
1454 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1455 {
1456         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1457 }
1458
1459 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1460
1461 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1462 {
1463         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1464 }
1465 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1466 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1467 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1468 {
1469         return page_to_nid(page); /* XXX */
1470 }
1471
1472 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1473 {
1474         return page_to_nid(page); /* XXX */
1475 }
1476
1477 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1478 {
1479         return -1;
1480 }
1481
1482 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1483 {
1484         return -1;
1485 }
1486
1487 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1488 {
1489         return -1;
1490 }
1491
1492 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1493 {
1494         return -1;
1495 }
1496
1497 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1498 {
1499         return true;
1500 }
1501
1502 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1503 {
1504 }
1505
1506 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1507 {
1508         return false;
1509 }
1510 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1511
1512 #if defined(CONFIG_KASAN_SW_TAGS) || defined(CONFIG_KASAN_HW_TAGS)
1513
1514 /*
1515  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1516  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1517  * value 0x00 maps to 0xff.
1518  */
1519
1520 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1521 {
1522         u8 tag = 0xff;
1523
1524         if (kasan_enabled()) {
1525                 tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1526                 tag ^= 0xff;
1527         }
1528
1529         return tag;
1530 }
1531
1532 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1533 {
1534         if (kasan_enabled()) {
1535                 tag ^= 0xff;
1536                 page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1537                 page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1538         }
1539 }
1540
1541 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1542 {
1543         if (kasan_enabled())
1544                 page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1545 }
1546
1547 #else /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1548
1549 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1550 {
1551         return 0xff;
1552 }
1553
1554 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1555 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1556
1557 #endif /* CONFIG_KASAN_SW_TAGS || CONFIG_KASAN_HW_TAGS */
1558
1559 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1560 {
1561         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1562 }
1563
1564 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1565 {
1566         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1567 }
1568
1569 static inline struct zone *folio_zone(const struct folio *folio)
1570 {
1571         return page_zone(&folio->page);
1572 }
1573
1574 static inline pg_data_t *folio_pgdat(const struct folio *folio)
1575 {
1576         return page_pgdat(&folio->page);
1577 }
1578
1579 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1580 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1581 {
1582         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1583         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1584 }
1585
1586 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1587 {
1588         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1589 }
1590 #endif
1591
1592 /**
1593  * folio_pfn - Return the Page Frame Number of a folio.
1594  * @folio: The folio.
1595  *
1596  * A folio may contain multiple pages.  The pages have consecutive
1597  * Page Frame Numbers.
1598  *
1599  * Return: The Page Frame Number of the first page in the folio.
1600  */
1601 static inline unsigned long folio_pfn(struct folio *folio)
1602 {
1603         return page_to_pfn(&folio->page);
1604 }
1605
1606 /* MIGRATE_CMA and ZONE_MOVABLE do not allow pin pages */
1607 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1608 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1609 {
1610         return !(is_zone_movable_page(page) || is_migrate_cma_page(page)) ||
1611                 is_zero_pfn(page_to_pfn(page));
1612 }
1613 #else
1614 static inline bool is_pinnable_page(struct page *page)
1615 {
1616         return true;
1617 }
1618 #endif
1619
1620 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1621 {
1622         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1623         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1624 }
1625
1626 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1627 {
1628         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1629         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1630 }
1631
1632 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1633         unsigned long node, unsigned long pfn)
1634 {
1635         set_page_zone(page, zone);
1636         set_page_node(page, node);
1637 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1638         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1639 #endif
1640 }
1641
1642 /**
1643  * folio_nr_pages - The number of pages in the folio.
1644  * @folio: The folio.
1645  *
1646  * Return: A positive power of two.
1647  */
1648 static inline long folio_nr_pages(struct folio *folio)
1649 {
1650         return compound_nr(&folio->page);
1651 }
1652
1653 /**
1654  * folio_next - Move to the next physical folio.
1655  * @folio: The folio we're currently operating on.
1656  *
1657  * If you have physically contiguous memory which may span more than
1658  * one folio (eg a &struct bio_vec), use this function to move from one
1659  * folio to the next.  Do not use it if the memory is only virtually
1660  * contiguous as the folios are almost certainly not adjacent to each
1661  * other.  This is the folio equivalent to writing ``page++``.
1662  *
1663  * Context: We assume that the folios are refcounted and/or locked at a
1664  * higher level and do not adjust the reference counts.
1665  * Return: The next struct folio.
1666  */
1667 static inline struct folio *folio_next(struct folio *folio)
1668 {
1669         return (struct folio *)folio_page(folio, folio_nr_pages(folio));
1670 }
1671
1672 /**
1673  * folio_shift - The size of the memory described by this folio.
1674  * @folio: The folio.
1675  *
1676  * A folio represents a number of bytes which is a power-of-two in size.
1677  * This function tells you which power-of-two the folio is.  See also
1678  * folio_size() and folio_order().
1679  *
1680  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
1681  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
1682  * Return: The base-2 logarithm of the size of this folio.
1683  */
1684 static inline unsigned int folio_shift(struct folio *folio)
1685 {
1686         return PAGE_SHIFT + folio_order(folio);
1687 }
1688
1689 /**
1690  * folio_size - The number of bytes in a folio.
1691  * @folio: The folio.
1692  *
1693  * Context: The caller should have a reference on the folio to prevent
1694  * it from being split.  It is not necessary for the folio to be locked.
1695  * Return: The number of bytes in this folio.
1696  */
1697 static inline size_t folio_size(struct folio *folio)
1698 {
1699         return PAGE_SIZE << folio_order(folio);
1700 }
1701
1702 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_PAGE_ACCESSIBLE
1703 static inline int arch_make_page_accessible(struct page *page)
1704 {
1705         return 0;
1706 }
1707 #endif
1708
1709 #ifndef HAVE_ARCH_MAKE_FOLIO_ACCESSIBLE
1710 static inline int arch_make_folio_accessible(struct folio *folio)
1711 {
1712         int ret;
1713         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1714
1715         for (i = 0; i < nr; i++) {
1716                 ret = arch_make_page_accessible(folio_page(folio, i));
1717                 if (ret)
1718                         break;
1719         }
1720
1721         return ret;
1722 }
1723 #endif
1724
1725 /*
1726  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1727  */
1728 #include <linux/vmstat.h>
1729
1730 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1731 {
1732         return page_to_virt(page);
1733 }
1734
1735 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1736 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1737 #endif
1738
1739 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1740 static inline void *page_address(const struct page *page)
1741 {
1742         return page->virtual;
1743 }
1744 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1745 {
1746         page->virtual = address;
1747 }
1748 #define page_address_init()  do { } while(0)
1749 #endif
1750
1751 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1752 void *page_address(const struct page *page);
1753 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1754 void page_address_init(void);
1755 #endif
1756
1757 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1758 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1759 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1760 #define page_address_init()  do { } while(0)
1761 #endif
1762
1763 static inline void *folio_address(const struct folio *folio)
1764 {
1765         return page_address(&folio->page);
1766 }
1767
1768 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1769 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1770 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1771
1772 /*
1773  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1774  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1775  */
1776 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1777 {
1778         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1779                 return __page_file_index(page);
1780         return page->index;
1781 }
1782
1783 bool page_mapped(struct page *page);
1784 bool folio_mapped(struct folio *folio);
1785
1786 /*
1787  * Return true only if the page has been allocated with
1788  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1789  * met implying that the system is under some pressure.
1790  */
1791 static inline bool page_is_pfmemalloc(const struct page *page)
1792 {
1793         /*
1794          * lru.next has bit 1 set if the page is allocated from the
1795          * pfmemalloc reserves.  Callers may simply overwrite it if
1796          * they do not need to preserve that information.
1797          */
1798         return (uintptr_t)page->lru.next & BIT(1);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1803  * page.
1804  */
1805 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1806 {
1807         page->lru.next = (void *)BIT(1);
1808 }
1809
1810 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1811 {
1812         page->lru.next = NULL;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1817  */
1818 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1819
1820 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1821 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1822 #define offset_in_folio(folio, p) ((unsigned long)(p) & (folio_size(folio) - 1))
1823
1824 /*
1825  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1826  * various contexts.
1827  */
1828 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1829
1830 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1831
1832 #ifdef CONFIG_MMU
1833 extern bool can_do_mlock(void);
1834 #else
1835 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1836 #endif
1837 extern int user_shm_lock(size_t, struct ucounts *);
1838 extern void user_shm_unlock(size_t, struct ucounts *);
1839
1840 /*
1841  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1842  */
1843 struct zap_details {
1844         struct address_space *zap_mapping;      /* Check page->mapping if set */
1845         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1846 };
1847
1848 /*
1849  * We set details->zap_mappings when we want to unmap shared but keep private
1850  * pages. Return true if skip zapping this page, false otherwise.
1851  */
1852 static inline bool
1853 zap_skip_check_mapping(struct zap_details *details, struct page *page)
1854 {
1855         if (!details || !page)
1856                 return false;
1857
1858         return details->zap_mapping &&
1859             (details->zap_mapping != page_rmapping(page));
1860 }
1861
1862 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1863                              pte_t pte);
1864 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1865                                 pmd_t pmd);
1866
1867 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1868                   unsigned long size);
1869 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1870                     unsigned long size);
1871 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1872                 unsigned long start, unsigned long end);
1873
1874 struct mmu_notifier_range;
1875
1876 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1877                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1878 int
1879 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1880 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1881                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1882                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1883 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1884                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1885 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1886         unsigned long *pfn);
1887 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1888                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1889 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1890                         void *buf, int len, int write);
1891
1892 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1893 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1894 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1895 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1896 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1897 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1898 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1899
1900 #ifdef CONFIG_MMU
1901 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1902                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1903                                   struct pt_regs *regs);
1904 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1905                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1906                             bool *unlocked);
1907 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1908 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1909                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1910 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1911                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1912 #else
1913 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1914                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1915                                          struct pt_regs *regs)
1916 {
1917         /* should never happen if there's no MMU */
1918         BUG();
1919         return VM_FAULT_SIGBUS;
1920 }
1921 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1922                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1923 {
1924         /* should never happen if there's no MMU */
1925         BUG();
1926         return -EFAULT;
1927 }
1928 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1929 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1930                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1931 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1932                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1933 #endif
1934
1935 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1936                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1937 {
1938         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1939 }
1940
1941 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1942                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1943 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1944                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1945 extern int __access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1946                               void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1947
1948 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1949                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1950                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1951                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1952 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1953                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1954                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1955                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1956 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1957                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1958                             struct vm_area_struct **vmas);
1959 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1960                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1961                     struct vm_area_struct **vmas);
1962 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1963                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1964 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1965                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1966 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1967                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1968 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1969                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1970
1971 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1972                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1973 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1974                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1975
1976 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1977 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1978                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1979
1980 struct kvec;
1981 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1982                         struct page **pages);
1983 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1984
1985 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1986 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1987                               unsigned int length);
1988
1989 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio);
1990 bool set_page_dirty(struct page *page);
1991 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1992
1993 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1994
1995 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1996                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1997                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1998                 bool need_rmap_locks);
1999
2000 /*
2001  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
2002  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
2003  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
2004  * time.
2005  */
2006 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
2007 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
2008 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
2009 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
2010 /* Whether this change is for write protecting */
2011 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
2012 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
2013 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
2014                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
2015
2016 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2017                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
2018                               unsigned long cp_flags);
2019 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
2020                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
2021                           unsigned long end, unsigned long newflags);
2022
2023 /*
2024  * doesn't attempt to fault and will return short.
2025  */
2026 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2027                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2028 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2029                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
2030
2031 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
2032                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
2033 {
2034         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
2035 }
2036 /*
2037  * per-process(per-mm_struct) statistics.
2038  */
2039 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2040 {
2041         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
2042
2043 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
2044         /*
2045          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
2046          * But it's never be expected number for users.
2047          */
2048         if (val < 0)
2049                 val = 0;
2050 #endif
2051         return (unsigned long)val;
2052 }
2053
2054 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
2055
2056 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
2057 {
2058         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
2059
2060         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
2061 }
2062
2063 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2064 {
2065         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
2066
2067         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
2068 }
2069
2070 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
2071 {
2072         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
2073
2074         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
2075 }
2076
2077 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
2078 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
2079 {
2080         if (PageSwapBacked(page))
2081                 return MM_SHMEMPAGES;
2082         return MM_FILEPAGES;
2083 }
2084
2085 static inline int mm_counter(struct page *page)
2086 {
2087         if (PageAnon(page))
2088                 return MM_ANONPAGES;
2089         return mm_counter_file(page);
2090 }
2091
2092 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2093 {
2094         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
2095                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
2096                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
2097 }
2098
2099 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2100 {
2101         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
2102 }
2103
2104 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2105 {
2106         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
2107 }
2108
2109 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2110 {
2111         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
2112
2113         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
2114                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
2115 }
2116
2117 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
2118 {
2119         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
2120                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
2121 }
2122
2123 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
2124 {
2125         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
2126 }
2127
2128 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
2129                                          struct mm_struct *mm)
2130 {
2131         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
2132
2133         if (*maxrss < hiwater_rss)
2134                 *maxrss = hiwater_rss;
2135 }
2136
2137 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
2138 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
2139 #else
2140 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
2141 {
2142 }
2143 #endif
2144
2145 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2146 static inline int pte_special(pte_t pte)
2147 {
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2152 {
2153         return pte;
2154 }
2155 #endif
2156
2157 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2158 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2159 {
2160         return 0;
2161 }
2162 #endif
2163
2164 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2165
2166 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2167                                spinlock_t **ptl);
2168 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2169                                     spinlock_t **ptl)
2170 {
2171         pte_t *ptep;
2172         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2173         return ptep;
2174 }
2175
2176 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2177 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2178                                                 unsigned long address)
2179 {
2180         return 0;
2181 }
2182 #else
2183 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2184 #endif
2185
2186 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2187 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2188                                                 unsigned long address)
2189 {
2190         return 0;
2191 }
2192 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2193 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2194
2195 #else
2196 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2197
2198 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2199 {
2200         if (mm_pud_folded(mm))
2201                 return;
2202         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2203 }
2204
2205 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2206 {
2207         if (mm_pud_folded(mm))
2208                 return;
2209         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2210 }
2211 #endif
2212
2213 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2214 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2215                                                 unsigned long address)
2216 {
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2221 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2222
2223 #else
2224 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2225
2226 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2227 {
2228         if (mm_pmd_folded(mm))
2229                 return;
2230         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2231 }
2232
2233 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2234 {
2235         if (mm_pmd_folded(mm))
2236                 return;
2237         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2238 }
2239 #endif
2240
2241 #ifdef CONFIG_MMU
2242 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2243 {
2244         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2245 }
2246
2247 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2248 {
2249         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2250 }
2251
2252 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2253 {
2254         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2255 }
2256
2257 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2258 {
2259         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2260 }
2261 #else
2262
2263 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2264 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2265 {
2266         return 0;
2267 }
2268
2269 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2270 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2271 #endif
2272
2273 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2274 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2275
2276 #if defined(CONFIG_MMU)
2277
2278 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2279                 unsigned long address)
2280 {
2281         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2282                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2283 }
2284
2285 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2286                 unsigned long address)
2287 {
2288         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2289                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2290 }
2291
2292 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2293 {
2294         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2295                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2296 }
2297 #endif /* CONFIG_MMU */
2298
2299 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2300 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2301 void __init ptlock_cache_init(void);
2302 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2303 extern void ptlock_free(struct page *page);
2304
2305 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2306 {
2307         return page->ptl;
2308 }
2309 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2310 static inline void ptlock_cache_init(void)
2311 {
2312 }
2313
2314 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2315 {
2316         return true;
2317 }
2318
2319 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2320 {
2321 }
2322
2323 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2324 {
2325         return &page->ptl;
2326 }
2327 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2328
2329 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2330 {
2331         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2332 }
2333
2334 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2335 {
2336         /*
2337          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2338          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2339          *
2340          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2341          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2342          */
2343         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2344         if (!ptlock_alloc(page))
2345                 return false;
2346         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2347         return true;
2348 }
2349
2350 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2351 /*
2352  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2353  */
2354 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2355 {
2356         return &mm->page_table_lock;
2357 }
2358 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2359 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2360 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2361 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2362
2363 static inline void pgtable_init(void)
2364 {
2365         ptlock_cache_init();
2366         pgtable_cache_init();
2367 }
2368
2369 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2370 {
2371         if (!ptlock_init(page))
2372                 return false;
2373         __SetPageTable(page);
2374         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2375         return true;
2376 }
2377
2378 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2379 {
2380         ptlock_free(page);
2381         __ClearPageTable(page);
2382         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2383 }
2384
2385 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2386 ({                                                      \
2387         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2388         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2389         *(ptlp) = __ptl;                                \
2390         spin_lock(__ptl);                               \
2391         __pte;                                          \
2392 })
2393
2394 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2395         spin_unlock(ptl);                               \
2396         pte_unmap(pte);                                 \
2397 } while (0)
2398
2399 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2400
2401 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2402         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2403
2404 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2405         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2406                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2407
2408 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2409         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2410                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2411
2412 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2413
2414 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2415 {
2416         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2417         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2418 }
2419
2420 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2421 {
2422         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2423 }
2424
2425 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2426 {
2427 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2428         page->pmd_huge_pte = NULL;
2429 #endif
2430         return ptlock_init(page);
2431 }
2432
2433 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2434 {
2435 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2436         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2437 #endif
2438         ptlock_free(page);
2439 }
2440
2441 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2442
2443 #else
2444
2445 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2446 {
2447         return &mm->page_table_lock;
2448 }
2449
2450 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2451 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2452
2453 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2454
2455 #endif
2456
2457 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2458 {
2459         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2460         spin_lock(ptl);
2461         return ptl;
2462 }
2463
2464 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2465 {
2466         if (!pmd_ptlock_init(page))
2467                 return false;
2468         __SetPageTable(page);
2469         inc_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2470         return true;
2471 }
2472
2473 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2474 {
2475         pmd_ptlock_free(page);
2476         __ClearPageTable(page);
2477         dec_lruvec_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2478 }
2479
2480 /*
2481  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2482  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2483  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2484  * which need to be converted from page_table_lock.
2485  */
2486 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2487 {
2488         return &mm->page_table_lock;
2489 }
2490
2491 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2492 {
2493         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2494
2495         spin_lock(ptl);
2496         return ptl;
2497 }
2498
2499 extern void __init pagecache_init(void);
2500 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2501 extern void free_initmem(void);
2502
2503 /*
2504  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2505  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2506  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2507  * Return pages freed into the buddy system.
2508  */
2509 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2510                                         int poison, const char *s);
2511
2512 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2513 extern void mem_init_print_info(void);
2514
2515 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2516
2517 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2518 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2519 {
2520         ClearPageReserved(page);
2521         init_page_count(page);
2522         __free_page(page);
2523         adjust_managed_page_count(page, 1);
2524 }
2525 #define free_highmem_page(page) free_reserved_page(page)
2526
2527 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2528 {
2529         SetPageReserved(page);
2530         adjust_managed_page_count(page, -1);
2531 }
2532
2533 /*
2534  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2535  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2536  * range [0, UCHAR_MAX].
2537  * Return pages freed into the buddy system.
2538  */
2539 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2540 {
2541         extern char __init_begin[], __init_end[];
2542
2543         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2544                                   poison, "unused kernel image (initmem)");
2545 }
2546
2547 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2548 {
2549         int nid;
2550         unsigned long phys_pages = 0;
2551
2552         for_each_online_node(nid)
2553                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2554
2555         return phys_pages;
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2560  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2561  * architecture independent manner.
2562  *
2563  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2564  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2565  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2566  * usage, an architecture is expected to do something like
2567  *
2568  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2569  *                                                       max_highmem_pfn};
2570  * for_each_valid_physical_page_range()
2571  *      memblock_add_node(base, size, nid, MEMBLOCK_NONE)
2572  * free_area_init(max_zone_pfns);
2573  */
2574 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2575 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2576 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2577                                                 unsigned long end_pfn);
2578 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2579                                                 unsigned long end_pfn);
2580 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2581                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2582 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2583
2584 #ifndef CONFIG_NUMA
2585 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2586 {
2587         return 0;
2588 }
2589 #else
2590 /* please see mm/page_alloc.c */
2591 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2592 #endif
2593
2594 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2595 extern void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long,
2596                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2597                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2598 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2599 extern void calculate_min_free_kbytes(void);
2600 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2601 extern void mem_init(void);
2602 extern void __init mmap_init(void);
2603 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2604 extern long si_mem_available(void);
2605 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2606 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2607 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2608 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2609 #endif
2610
2611 extern __printf(3, 4)
2612 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2613
2614 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2615
2616 /* page_alloc.c */
2617 extern int min_free_kbytes;
2618 extern int watermark_boost_factor;
2619 extern int watermark_scale_factor;
2620 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2621
2622 /* nommu.c */
2623 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2624 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2625
2626 /* interval_tree.c */
2627 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2628                               struct rb_root_cached *root);
2629 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2630                                     struct vm_area_struct *prev,
2631                                     struct rb_root_cached *root);
2632 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2633                               struct rb_root_cached *root);
2634 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2635                                 unsigned long start, unsigned long last);
2636 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2637                                 unsigned long start, unsigned long last);
2638
2639 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2640         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2641              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2642
2643 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2644                                    struct rb_root_cached *root);
2645 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2646                                    struct rb_root_cached *root);
2647 struct anon_vma_chain *
2648 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2649                                   unsigned long start, unsigned long last);
2650 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2651         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2652 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2653 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2654 #endif
2655
2656 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2657         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2658              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2659
2660 /* mmap.c */
2661 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2662 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2663         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2664         struct vm_area_struct *expand);
2665 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2666         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2667 {
2668         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2669 }
2670 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2671         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2672         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2673         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2674 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2675 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2676         unsigned long addr, int new_below);
2677 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2678         unsigned long addr, int new_below);
2679 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2680 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2681         struct rb_node **, struct rb_node *);
2682 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2683 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2684         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2685         bool *need_rmap_locks);
2686 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2687
2688 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2689                                     unsigned long new,
2690                                     unsigned long start,
2691                                     unsigned long end_data,
2692                                     unsigned long start_data)
2693 {
2694         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2695                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2696                         return -ENOSPC;
2697         }
2698
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2703 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2704
2705 extern int set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2706 extern int replace_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2707 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2708 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2709
2710 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2711 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2712
2713 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2714                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2715 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2716                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2717                                    unsigned long flags,
2718                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2719 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2720 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2721                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2722                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2723
2724 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2725
2726 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2727
2728 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2729         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2730         struct list_head *uf);
2731 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2732         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2733         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2734 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2735                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2736 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2737                      struct list_head *uf);
2738 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2739
2740 #ifdef CONFIG_MMU
2741 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2742                          int ignore_errors);
2743 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2744 {
2745         /* Ignore errors */
2746         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2747 }
2748 #else
2749 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2750 #endif
2751
2752 /* These take the mm semaphore themselves */
2753 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2754 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2755 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2756 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2757         unsigned long, unsigned long,
2758         unsigned long, unsigned long);
2759
2760 struct vm_unmapped_area_info {
2761 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2762         unsigned long flags;
2763         unsigned long length;
2764         unsigned long low_limit;
2765         unsigned long high_limit;
2766         unsigned long align_mask;
2767         unsigned long align_offset;
2768 };
2769
2770 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2771
2772 /* truncate.c */
2773 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2774 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2775                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2776 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2777
2778 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2779 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2780 extern vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2781                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2782 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2783
2784 extern unsigned long stack_guard_gap;
2785 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2786 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2787
2788 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2789 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2790                 unsigned long address);
2791 #if VM_GROWSUP
2792 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2793 #else
2794   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2795 #endif
2796
2797 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2798 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2799 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2800                                              struct vm_area_struct **pprev);
2801
2802 /**
2803  * find_vma_intersection() - Look up the first VMA which intersects the interval
2804  * @mm: The process address space.
2805  * @start_addr: The inclusive start user address.
2806  * @end_addr: The exclusive end user address.
2807  *
2808  * Returns: The first VMA within the provided range, %NULL otherwise.  Assumes
2809  * start_addr < end_addr.
2810  */
2811 static inline
2812 struct vm_area_struct *find_vma_intersection(struct mm_struct *mm,
2813                                              unsigned long start_addr,
2814                                              unsigned long end_addr)
2815 {
2816         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, start_addr);
2817
2818         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2819                 vma = NULL;
2820         return vma;
2821 }
2822
2823 /**
2824  * vma_lookup() - Find a VMA at a specific address
2825  * @mm: The process address space.
2826  * @addr: The user address.
2827  *
2828  * Return: The vm_area_struct at the given address, %NULL otherwise.
2829  */
2830 static inline
2831 struct vm_area_struct *vma_lookup(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2832 {
2833         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
2834
2835         if (vma && addr < vma->vm_start)
2836                 vma = NULL;
2837
2838         return vma;
2839 }
2840
2841 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2842 {
2843         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2844
2845         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2846                 vm_start -= stack_guard_gap;
2847                 if (vm_start > vma->vm_start)
2848                         vm_start = 0;
2849         }
2850         return vm_start;
2851 }
2852
2853 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2854 {
2855         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2856
2857         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2858                 vm_end += stack_guard_gap;
2859                 if (vm_end < vma->vm_end)
2860                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2861         }
2862         return vm_end;
2863 }
2864
2865 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2866 {
2867         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2868 }
2869
2870 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2871 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2872                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2873 {
2874         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2875
2876         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2877                 vma = NULL;
2878
2879         return vma;
2880 }
2881
2882 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2883                                 unsigned long start, unsigned long end)
2884 {
2885         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2886 }
2887
2888 #ifdef CONFIG_MMU
2889 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2890 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2891 #else
2892 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2893 {
2894         return __pgprot(0);
2895 }
2896 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2897 {
2898         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2899 }
2900 #endif
2901
2902 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
2903
2904 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2905 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2906                         unsigned long start, unsigned long end);
2907 #endif
2908
2909 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2910 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2911                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2912 int remap_pfn_range_notrack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2913                 unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot);
2914 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2915 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2916                         struct page **pages, unsigned long *num);
2917 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2918                                 unsigned long num);
2919 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2920                                 unsigned long num);
2921 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2922                         unsigned long pfn);
2923 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2924                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2925 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2926                         pfn_t pfn);
2927 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2928                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2929 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2930                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2931 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2932
2933 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2934                                 unsigned long addr, struct page *page)
2935 {
2936         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2937
2938         if (err == -ENOMEM)
2939                 return VM_FAULT_OOM;
2940         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2941                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2942
2943         return VM_FAULT_NOPAGE;
2944 }
2945
2946 #ifndef io_remap_pfn_range
2947 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2948                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2949                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2950 {
2951         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2952 }
2953 #endif
2954
2955 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2956 {
2957         if (err == -ENOMEM)
2958                 return VM_FAULT_OOM;
2959         return VM_FAULT_SIGBUS;
2960 }
2961
2962 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2963                          unsigned int foll_flags);
2964
2965 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2966 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2967 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2968 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2969 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2970 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2971                                  * and return without waiting upon it */
2972 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in pages (with FOLL_MLOCK) */
2973 #define FOLL_NOFAULT    0x80    /* do not fault in pages */
2974 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2975 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2976 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2977 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2978 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2979 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2980 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2981 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2982 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2983 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2984 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2985 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2986
2987 /*
2988  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2989  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2990  *
2991  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2992  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2993  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2994  *
2995  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2996  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2997  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2998  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2999  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
3000  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
3001  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
3002  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
3003  *
3004  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
3005  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
3006  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
3007  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
3008  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
3009  *
3010  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
3011  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
3012  * FOLL_LONGTERM is specified.
3013  *
3014  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
3015  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
3016  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
3017  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
3018  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
3019  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
3020  * a call to unpin_user_page().
3021  *
3022  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
3023  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
3024  * its own acquire and release mechanisms:
3025  *
3026  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
3027  *
3028  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
3029  *
3030  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
3031  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
3032  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
3033  * callers, not on the pages.)
3034  *
3035  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
3036  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
3037  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
3038  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
3039  *
3040  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
3041  */
3042
3043 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
3044 {
3045         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
3046                 return -ENOMEM;
3047         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
3048                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
3049         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
3050                 return -EFAULT;
3051         return 0;
3052 }
3053
3054 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
3055 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
3056                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
3057 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
3058                                    unsigned long address, unsigned long size,
3059                                    pte_fn_t fn, void *data);
3060
3061 extern void init_mem_debugging_and_hardening(void);
3062 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
3063 extern void __kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages);
3064 extern void __kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages);
3065 extern bool _page_poisoning_enabled_early;
3066 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_page_poisoning_enabled);
3067 static inline bool page_poisoning_enabled(void)
3068 {
3069         return _page_poisoning_enabled_early;
3070 }
3071 /*
3072  * For use in fast paths after init_mem_debugging() has run, or when a
3073  * false negative result is not harmful when called too early.
3074  */
3075 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void)
3076 {
3077         return static_branch_unlikely(&_page_poisoning_enabled);
3078 }
3079 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages)
3080 {
3081         if (page_poisoning_enabled_static())
3082                 __kernel_poison_pages(page, numpages);
3083 }
3084 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages)
3085 {
3086         if (page_poisoning_enabled_static())
3087                 __kernel_unpoison_pages(page, numpages);
3088 }
3089 #else
3090 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
3091 static inline bool page_poisoning_enabled_static(void) { return false; }
3092 static inline void __kernel_poison_pages(struct page *page, int nunmpages) { }
3093 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3094 static inline void kernel_unpoison_pages(struct page *page, int numpages) { }
3095 #endif
3096
3097 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
3098 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
3099 {
3100         if (static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON,
3101                                 &init_on_alloc))
3102                 return true;
3103         return flags & __GFP_ZERO;
3104 }
3105
3106 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
3107 static inline bool want_init_on_free(void)
3108 {
3109         return static_branch_maybe(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON,
3110                                    &init_on_free);
3111 }
3112
3113 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
3114 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
3115
3116 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
3117 {
3118         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
3119                 _debug_pagealloc_enabled_early;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
3124  * false negative result is not harmful when called too early.
3125  */
3126 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
3127 {
3128         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
3129                 return false;
3130
3131         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
3132 }
3133
3134 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3135 /*
3136  * To support DEBUG_PAGEALLOC architecture must ensure that
3137  * __kernel_map_pages() never fails
3138  */
3139 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
3140
3141 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages)
3142 {
3143         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3144                 __kernel_map_pages(page, numpages, 1);
3145 }
3146
3147 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages)
3148 {
3149         if (debug_pagealloc_enabled_static())
3150                 __kernel_map_pages(page, numpages, 0);
3151 }
3152 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3153 static inline void debug_pagealloc_map_pages(struct page *page, int numpages) {}
3154 static inline void debug_pagealloc_unmap_pages(struct page *page, int numpages) {}
3155 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3156
3157 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
3158 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
3159 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
3160 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
3161 #else
3162 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
3163 {
3164         return NULL;
3165 }
3166 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
3167 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
3168 {
3169         return 0;
3170 }
3171 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
3172
3173 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
3174
3175 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3176 extern int sysctl_drop_caches;
3177 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3178                 loff_t *);
3179 #endif
3180
3181 void drop_slab(void);
3182 void drop_slab_node(int nid);
3183
3184 #ifndef CONFIG_MMU
3185 #define randomize_va_space 0
3186 #else
3187 extern int randomize_va_space;
3188 #endif
3189
3190 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3191 #ifdef CONFIG_MMU
3192 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3193 #else
3194 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3195 {
3196 }
3197 #endif
3198
3199 int vmemmap_remap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3200                        unsigned long reuse);
3201 int vmemmap_remap_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
3202                         unsigned long reuse, gfp_t gfp_mask);
3203
3204 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3205 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3206                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3207 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3208 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3209 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3210 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3211 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3212                             struct vmem_altmap *altmap);
3213 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3214 struct vmem_altmap;
3215 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3216                               struct vmem_altmap *altmap);
3217 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3218 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3219                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3220 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3221                 struct vmem_altmap *altmap);
3222 void vmemmap_populate_print_last(void);
3223 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3224 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3225                 struct vmem_altmap *altmap);
3226 #endif
3227 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3228                                   unsigned long nr_pages);
3229
3230 enum mf_flags {
3231         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3232         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3233         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3234         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3235 };
3236 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3237 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3238 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3239 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3240 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3241 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3242 extern void shake_page(struct page *p);
3243 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3244 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3245
3246 #ifndef arch_memory_failure
3247 static inline int arch_memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
3248 {
3249         return -ENXIO;
3250 }
3251 #endif
3252
3253 #ifndef arch_is_platform_page
3254 static inline bool arch_is_platform_page(u64 paddr)
3255 {
3256         return false;
3257 }
3258 #endif
3259
3260 /*
3261  * Error handlers for various types of pages.
3262  */
3263 enum mf_result {
3264         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3265         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3266         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3267         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3268 };
3269
3270 enum mf_action_page_type {
3271         MF_MSG_KERNEL,
3272         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3273         MF_MSG_SLAB,
3274         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3275         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3276         MF_MSG_HUGE,
3277         MF_MSG_FREE_HUGE,
3278         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3279         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3280         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3281         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3282         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3283         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3284         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3285         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3286         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3287         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3288         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3289         MF_MSG_BUDDY,
3290         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3291         MF_MSG_DAX,
3292         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3293         MF_MSG_UNKNOWN,
3294 };
3295
3296 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3297 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3298                             unsigned long addr_hint,
3299                             unsigned int pages_per_huge_page);
3300 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3301                                 unsigned long addr_hint,
3302                                 struct vm_area_struct *vma,
3303                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3304 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3305                                 const void __user *usr_src,
3306                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3307                                 bool allow_pagefault);
3308
3309 /**
3310  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3311  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3312  *
3313  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3314  * the definition in vm_normal_page().
3315  *
3316  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3317  * false otherwise.
3318  */
3319 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3320 {
3321         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3322                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3323 }
3324
3325 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3326
3327 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3328 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3329 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3330
3331 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3332 {
3333         return _debug_guardpage_minorder;
3334 }
3335
3336 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3337 {
3338         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3339 }
3340
3341 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3342 {
3343         if (!debug_guardpage_enabled())
3344                 return false;
3345
3346         return PageGuard(page);
3347 }
3348 #else
3349 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3350 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3351 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3352 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3353
3354 #if MAX_NUMNODES > 1
3355 void __init setup_nr_node_ids(void);
3356 #else
3357 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3358 #endif
3359
3360 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3361
3362 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3363 {
3364         return !memcmp_pages(page1, page2);
3365 }
3366
3367 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3368 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3369                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3370                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3371                                                 unsigned long *bitmap,
3372                                                 pgoff_t *start,
3373                                                 pgoff_t *end);
3374
3375 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3376                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3377 #endif
3378
3379 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3380
3381 #ifdef CONFIG_PRINTK
3382 void mem_dump_obj(void *object);
3383 #else
3384 static inline void mem_dump_obj(void *object) {}
3385 #endif
3386
3387 /**
3388  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3389  * @seals: the seals to check
3390  * @vma: the vma to operate on
3391  *
3392  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3393  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3394  */
3395 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3396 {
3397         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3398                 /*
3399                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3400                  * "future write" seal active.
3401                  */
3402                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3403                         return -EPERM;
3404
3405                 /*
3406                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3407                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3408                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3409                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3410                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3411                  */
3412                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3413                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3414         }
3415
3416         return 0;
3417 }
3418
3419 #endif /* __KERNEL__ */
3420 #endif /* _LINUX_MM_H */