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