GNU Linux-libre 4.14.302-gnu1
[releases.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28
29 struct mempolicy;
30 struct anon_vma;
31 struct anon_vma_chain;
32 struct file_ra_state;
33 struct user_struct;
34 struct writeback_control;
35 struct bdi_writeback;
36
37 void init_mm_internals(void);
38
39 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
40 extern unsigned long max_mapnr;
41
42 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
43 {
44         max_mapnr = limit;
45 }
46 #else
47 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
48 #endif
49
50 extern unsigned long totalram_pages;
51 extern void * high_memory;
52 extern int page_cluster;
53
54 #ifdef CONFIG_SYSCTL
55 extern int sysctl_legacy_va_layout;
56 #else
57 #define sysctl_legacy_va_layout 0
58 #endif
59
60 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
61 extern const int mmap_rnd_bits_min;
62 extern const int mmap_rnd_bits_max;
63 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
66 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
68 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
69 #endif
70
71 #include <asm/page.h>
72 #include <asm/pgtable.h>
73 #include <asm/processor.h>
74
75 #ifndef __pa_symbol
76 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
77 #endif
78
79 #ifndef page_to_virt
80 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
81 #endif
82
83 #ifndef lm_alias
84 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
85 #endif
86
87 /*
88  * To prevent common memory management code establishing
89  * a zero page mapping on a read fault.
90  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
91  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
92  * related to the physical page in case of virtualization.
93  */
94 #ifndef mm_forbids_zeropage
95 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
96 #endif
97
98 /*
99  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
100  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
101  * problem.
102  *
103  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
104  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
105  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
106  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
107  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
108  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
109  *
110  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
111  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
112  * that.
113  */
114 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
115 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
116
117 extern int sysctl_max_map_count;
118
119 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
120 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
121
122 extern int sysctl_overcommit_memory;
123 extern int sysctl_overcommit_ratio;
124 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
125
126 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
127                                     size_t *, loff_t *);
128 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
129                                     size_t *, loff_t *);
130
131 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
132
133 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
134 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
135
136 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
137 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
138
139 /*
140  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
141  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
142  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
143  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
144  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
145  * mmap() functions).
146  */
147
148 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
149
150 #ifndef CONFIG_MMU
151 extern struct rb_root nommu_region_tree;
152 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
153
154 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
155 #endif
156
157 /*
158  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
159  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
160  */
161 #define VM_NONE         0x00000000
162
163 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
164 #define VM_WRITE        0x00000002
165 #define VM_EXEC         0x00000004
166 #define VM_SHARED       0x00000008
167
168 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
169 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
170 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
171 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
172 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
173
174 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
175 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
176 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
177 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
178 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
179
180 #define VM_LOCKED       0x00002000
181 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
182
183                                         /* Used by sys_madvise() */
184 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
185 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
186
187 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
188 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
189 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
190 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
191 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
192 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
193 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
194 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
195 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
196
197 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
198 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
199 #else
200 # define VM_SOFTDIRTY   0
201 #endif
202
203 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
204 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
205 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
206 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
207
208 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
209 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
210 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
211 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
212 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
213 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
214 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
215 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
216 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
217 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
218 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
219 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
220
221 #if defined(CONFIG_X86)
222 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
223 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
224 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
225 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
226 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
227 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
228 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
229 #endif
230 #elif defined(CONFIG_PPC)
231 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
232 #elif defined(CONFIG_PARISC)
233 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
234 #elif defined(CONFIG_METAG)
235 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
236 #elif defined(CONFIG_IA64)
237 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
238 #elif !defined(CONFIG_MMU)
239 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
240 #endif
241
242 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
243 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
244 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
245 #else
246 # define VM_MPX         VM_NONE
247 #endif
248
249 #ifndef VM_GROWSUP
250 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
251 #endif
252
253 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
254 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
255
256 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
257 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
258 #endif
259
260 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
261 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
262 #else
263 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
264 #endif
265
266 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
267
268 /*
269  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
270  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
271  */
272 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
273
274 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
275 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
276
277 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
278 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
279
280 /*
281  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
282  * low four bits) to a page protection mask..
283  */
284 extern pgprot_t protection_map[16];
285
286 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
287 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
288 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
289 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
290 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
291 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
292 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
293 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
294 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
295
296 #define FAULT_FLAG_TRACE \
297         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
298         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
299         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
300         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
301         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
302         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
303         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
304         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
305         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
306
307 /*
308  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
309  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
310  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
311  *
312  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
313  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
314  *
315  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
316  */
317 struct vm_fault {
318         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
319         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
320         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
321         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
322         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
323         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
324                                          * the 'address' */
325         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
326                                          * the 'address'
327                                          */
328         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
329
330         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
331         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
332         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
333                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
334                                          * is set (which is also implied by
335                                          * VM_FAULT_ERROR).
336                                          */
337         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
338         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
339                                          * the 'address'. NULL if the page
340                                          * table hasn't been allocated.
341                                          */
342         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
343                                          * Protects pte page table if 'pte'
344                                          * is not NULL, otherwise pmd.
345                                          */
346         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
347                                          * vm_ops->map_pages() calls
348                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
349                                          * do_fault_around() pre-allocates
350                                          * page table to avoid allocation from
351                                          * atomic context.
352                                          */
353 };
354
355 /* page entry size for vm->huge_fault() */
356 enum page_entry_size {
357         PE_SIZE_PTE = 0,
358         PE_SIZE_PMD,
359         PE_SIZE_PUD,
360 };
361
362 /*
363  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
364  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
365  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
366  */
367 struct vm_operations_struct {
368         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
369         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
370         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
371         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
372         int (*fault)(struct vm_fault *vmf);
373         int (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, enum page_entry_size pe_size);
374         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
375                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
376
377         /* notification that a previously read-only page is about to become
378          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
379         int (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
380
381         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
382         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
383
384         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
385          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
386          */
387         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
388                       void *buf, int len, int write);
389
390         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
391          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
392          * vma to be dumped unconditionally. */
393         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
394
395 #ifdef CONFIG_NUMA
396         /*
397          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
398          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
399          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
400          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
401          * mempolicy.
402          */
403         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
404
405         /*
406          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
407          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
408          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
409          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
410          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
411          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
412          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
413          * policy.
414          */
415         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
416                                         unsigned long addr);
417 #endif
418         /*
419          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
420          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
421          * (using pte_page()) would not find the correct page.
422          */
423         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
424                                           unsigned long addr);
425 };
426
427 struct mmu_gather;
428 struct inode;
429
430 #define page_private(page)              ((page)->private)
431 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
432
433 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
434 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
435 {
436         return 0;
437 }
438 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
439 {
440         return 0;
441 }
442 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
443 {
444         return 0;
445 }
446 #endif
447
448 /*
449  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
450  * files which need it (119 of them)
451  */
452 #include <linux/page-flags.h>
453 #include <linux/huge_mm.h>
454
455 /*
456  * Methods to modify the page usage count.
457  *
458  * What counts for a page usage:
459  * - cache mapping   (page->mapping)
460  * - private data    (page->private)
461  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
462  *   is counted separately
463  *
464  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
465  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
466  */
467
468 /*
469  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
470  */
471 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
472 {
473         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
474         return page_ref_dec_and_test(page);
475 }
476
477 /*
478  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
479  * that is the case.
480  * This can be called when MMU is off so it must not access
481  * any of the virtual mappings.
482  */
483 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
484 {
485         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
486 }
487
488 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
489
490 enum {
491         REGION_INTERSECTS,
492         REGION_DISJOINT,
493         REGION_MIXED,
494 };
495
496 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
497                       unsigned long desc);
498
499 /* Support for virtually mapped pages */
500 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
501 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
502
503 /*
504  * Determine if an address is within the vmalloc range
505  *
506  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
507  * is no special casing required.
508  */
509 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
510 {
511 #ifdef CONFIG_MMU
512         unsigned long addr = (unsigned long)x;
513
514         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
515 #else
516         return false;
517 #endif
518 }
519 #ifdef CONFIG_MMU
520 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
521 #else
522 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
523 {
524         return 0;
525 }
526 #endif
527
528 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
529 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
530 {
531         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
532 }
533 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
534 {
535         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
536 }
537 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
538 {
539         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
540 }
541
542 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
543 {
544         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
545                 return NULL;
546
547         return kvmalloc(n * size, flags);
548 }
549
550 extern void kvfree(const void *addr);
551 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
552
553 /*
554  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
555  *
556  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
557  */
558 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
559 {
560         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
561         page = compound_head(page);
562         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
563 }
564
565 /*
566  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
567  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
568  * and atomic_add_negative(-1).
569  */
570 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
571 {
572         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
573 }
574
575 int __page_mapcount(struct page *page);
576
577 /*
578  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
579  * compound_mapcount().
580  *
581  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
582  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
583  * They use this place in struct page differently.
584  */
585 static inline int page_mapcount(struct page *page)
586 {
587         if (unlikely(PageCompound(page)))
588                 return __page_mapcount(page);
589         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
590 }
591
592 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
593 int total_mapcount(struct page *page);
594 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
595 #else
596 static inline int total_mapcount(struct page *page)
597 {
598         return page_mapcount(page);
599 }
600 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
601                                            int *total_mapcount)
602 {
603         int mapcount = page_mapcount(page);
604         if (total_mapcount)
605                 *total_mapcount = mapcount;
606         return mapcount;
607 }
608 #endif
609
610 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
611 {
612         struct page *page = virt_to_page(x);
613
614         return compound_head(page);
615 }
616
617 void __put_page(struct page *page);
618
619 void put_pages_list(struct list_head *pages);
620
621 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
622
623 /*
624  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
625  * prototype for that function and accessor functions.
626  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
627  */
628 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
629
630 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
631 enum compound_dtor_id {
632         NULL_COMPOUND_DTOR,
633         COMPOUND_PAGE_DTOR,
634 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
635         HUGETLB_PAGE_DTOR,
636 #endif
637 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
638         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
639 #endif
640         NR_COMPOUND_DTORS,
641 };
642 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
643
644 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
645                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
646 {
647         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
648         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
649 }
650
651 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
652 {
653         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
654         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
655 }
656
657 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
658 {
659         if (!PageHead(page))
660                 return 0;
661         return page[1].compound_order;
662 }
663
664 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
665 {
666         page[1].compound_order = order;
667 }
668
669 void free_compound_page(struct page *page);
670
671 #ifdef CONFIG_MMU
672 /*
673  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
674  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
675  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
676  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
677  */
678 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
679 {
680         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
681                 pte = pte_mkwrite(pte);
682         return pte;
683 }
684
685 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
686                 struct page *page);
687 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
688 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
689 #endif
690
691 /*
692  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
693  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
694  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
695  * only one copy in memory, at most, normally.
696  *
697  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
698  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
699  *   freelist management in the buddy allocator.
700  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
701  *
702  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
703  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
704  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
705  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
706  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
707  *
708  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
709  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
710  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
711  * and page->virtual store page management information, but all other fields
712  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
713  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
714  * subsequently been given references to it.
715  *
716  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
717  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
718  * The following discussion applies only to them.
719  *
720  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
721  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
722  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
723  * into the filesystem to release these pages.
724  *
725  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
726  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
727  * in units of PAGE_SIZE.
728  *
729  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
730  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
731  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
732  *
733  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
734  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
735  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
736  *
737  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
738  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
739  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
740  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
741  *
742  * All pagecache pages may be subject to I/O:
743  * - inode pages may need to be read from disk,
744  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
745  *   to be written back to the inode on disk,
746  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
747  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
748  *   back into memory.
749  */
750
751 /*
752  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
753  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
754  */
755
756 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
757 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
758 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
759 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
760 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
761
762 /*
763  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
764  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
765  * the compiler will optimise away reference to them.
766  */
767 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
768 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
769 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
770 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
771
772 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
773 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
774 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
775 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
776                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
777 #else
778 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
779 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
780                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
781 #endif
782
783 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
784
785 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
786 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
787 #endif
788
789 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
790 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
791 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
792 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
793 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
794
795 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
796 {
797         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
798 }
799
800 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
801 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
802 {
803         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
804 }
805 #else
806 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
807 {
808         return false;
809 }
810 #endif
811
812 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
813 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
814 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
815 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
816 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
817 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
818 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
819 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
820 {
821 }
822 #define IS_HMM_ENABLED 0
823 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
824 {
825         return false;
826 }
827 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
828 {
829         return false;
830 }
831 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
832
833
834 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
835 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
836         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
837
838 static inline void get_page(struct page *page)
839 {
840         page = compound_head(page);
841         /*
842          * Getting a normal page or the head of a compound page
843          * requires to already have an elevated page->_refcount.
844          */
845         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
846         page_ref_inc(page);
847 }
848
849 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
850 {
851         page = compound_head(page);
852         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
853                 return false;
854         page_ref_inc(page);
855         return true;
856 }
857
858 static inline void put_page(struct page *page)
859 {
860         page = compound_head(page);
861
862         /*
863          * For private device pages we need to catch refcount transition from
864          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
865          * free and we need to inform the device driver through callback. See
866          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
867          */
868         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
869             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
870                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
871                 return;
872         }
873
874         if (put_page_testzero(page))
875                 __put_page(page);
876 }
877
878 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
879 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
880 #endif
881
882 /*
883  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
884  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
885  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
886  * node id available in page flags.
887  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
888  * pages in a zone.
889  */
890 static inline int page_zone_id(struct page *page)
891 {
892         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
893 }
894
895 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
896 {
897 #ifdef CONFIG_NUMA
898         return zone->node;
899 #else
900         return 0;
901 #endif
902 }
903
904 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
905 extern int page_to_nid(const struct page *page);
906 #else
907 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
908 {
909         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
910 }
911 #endif
912
913 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
914 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
915 {
916         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
917 }
918
919 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
920 {
921         return cpupid & LAST__PID_MASK;
922 }
923
924 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
925 {
926         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
927 }
928
929 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
930 {
931         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
932 }
933
934 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
935 {
936         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
937 }
938
939 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
940 {
941         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
942 }
943
944 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
945 {
946         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
947 }
948
949 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
950 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
951 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
952 {
953         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
954 }
955
956 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
957 {
958         return page->_last_cpupid;
959 }
960 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
961 {
962         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
963 }
964 #else
965 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
966 {
967         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
968 }
969
970 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
971
972 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
973 {
974         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
975 }
976 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
977 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
978 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
979 {
980         return page_to_nid(page); /* XXX */
981 }
982
983 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
984 {
985         return page_to_nid(page); /* XXX */
986 }
987
988 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
989 {
990         return -1;
991 }
992
993 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
994 {
995         return -1;
996 }
997
998 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
999 {
1000         return -1;
1001 }
1002
1003 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1004 {
1005         return -1;
1006 }
1007
1008 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1009 {
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1014 {
1015 }
1016
1017 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1018 {
1019         return false;
1020 }
1021 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1022
1023 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1024 {
1025         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1026 }
1027
1028 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1029 {
1030         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1031 }
1032
1033 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1034 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1035 {
1036         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1037         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1038 }
1039
1040 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1041 {
1042         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1043 }
1044 #endif
1045
1046 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1047 {
1048         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1049         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1050 }
1051
1052 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1053 {
1054         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1055         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1056 }
1057
1058 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1059         unsigned long node, unsigned long pfn)
1060 {
1061         set_page_zone(page, zone);
1062         set_page_node(page, node);
1063 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1064         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1065 #endif
1066 }
1067
1068 #ifdef CONFIG_MEMCG
1069 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1070 {
1071         return page->mem_cgroup;
1072 }
1073 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1074 {
1075         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1076         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1077 }
1078 #else
1079 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1080 {
1081         return NULL;
1082 }
1083 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1084 {
1085         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1086         return NULL;
1087 }
1088 #endif
1089
1090 /*
1091  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1092  */
1093 #include <linux/vmstat.h>
1094
1095 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1096 {
1097         return page_to_virt(page);
1098 }
1099
1100 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1101 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1102 #endif
1103
1104 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1105 static inline void *page_address(const struct page *page)
1106 {
1107         return page->virtual;
1108 }
1109 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1110 {
1111         page->virtual = address;
1112 }
1113 #define page_address_init()  do { } while(0)
1114 #endif
1115
1116 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1117 void *page_address(const struct page *page);
1118 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1119 void page_address_init(void);
1120 #endif
1121
1122 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1123 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1124 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1125 #define page_address_init()  do { } while(0)
1126 #endif
1127
1128 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1129 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1130 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1131
1132 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1133
1134 static inline
1135 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1136 {
1137         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1138                 return __page_file_mapping(page);
1139
1140         return page->mapping;
1141 }
1142
1143 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1144
1145 /*
1146  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1147  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1148  */
1149 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1150 {
1151         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1152                 return __page_file_index(page);
1153         return page->index;
1154 }
1155
1156 bool page_mapped(struct page *page);
1157 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1158
1159 /*
1160  * Return true only if the page has been allocated with
1161  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1162  * met implying that the system is under some pressure.
1163  */
1164 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1165 {
1166         /*
1167          * Page index cannot be this large so this must be
1168          * a pfmemalloc page.
1169          */
1170         return page->index == -1UL;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1175  * page.
1176  */
1177 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1178 {
1179         page->index = -1UL;
1180 }
1181
1182 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1183 {
1184         page->index = 0;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1189  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1190  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1191  */
1192
1193 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1194 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1195 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1196 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1197 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1198 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1199 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1200
1201 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1202 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1203 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1204 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1205 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1206
1207 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1208
1209 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1210                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1211                          VM_FAULT_FALLBACK)
1212
1213 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1214         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1215         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1216         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1217         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1218         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1219         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1220         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1221         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1222         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1223         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1224         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1225         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }
1226
1227 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1228 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1229 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1230
1231 /*
1232  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1233  */
1234 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1235
1236 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1237
1238 /*
1239  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1240  * various contexts.
1241  */
1242 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1243
1244 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1245
1246 extern bool can_do_mlock(void);
1247 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1248 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1249
1250 /*
1251  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1252  */
1253 struct zap_details {
1254         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1255         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1256         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1257 };
1258
1259 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1260                              pte_t pte, bool with_public_device);
1261 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1262
1263 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1264                                 pmd_t pmd);
1265
1266 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1267                 unsigned long size);
1268 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1269                 unsigned long size);
1270 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1271                 unsigned long start, unsigned long end);
1272
1273 /**
1274  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1275  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1276  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1277  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1278  *             regular PUDs.
1279  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1280  *             this handler is required to be able to handle
1281  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1282  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1283  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1284  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1285  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1286  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1287  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1288  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1289  *             and a negative one means "abort current page table walk
1290  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1291  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1292  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1293  * @private:   private data for callbacks' usage
1294  *
1295  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1296  */
1297 struct mm_walk {
1298         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1299                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1300         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1301                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1302         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1303                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1304         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1305                         struct mm_walk *walk);
1306         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1307                              unsigned long addr, unsigned long next,
1308                              struct mm_walk *walk);
1309         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1310                         struct mm_walk *walk);
1311         struct mm_struct *mm;
1312         struct vm_area_struct *vma;
1313         void *private;
1314 };
1315
1316 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1317                 struct mm_walk *walk);
1318 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1319 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1320                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1321 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1322                         struct vm_area_struct *vma);
1323 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1324                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1325 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1326                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1327                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1328 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1329         unsigned long *pfn);
1330 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1331                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1332 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1333                         void *buf, int len, int write);
1334
1335 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1336                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1337 {
1338         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1339 }
1340
1341 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1342 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1343 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1344 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1345 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1346 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1347 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1348
1349 #ifdef CONFIG_MMU
1350 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1351                 unsigned int flags);
1352 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1353                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1354                             bool *unlocked);
1355 #else
1356 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1357                 unsigned long address, unsigned int flags)
1358 {
1359         /* should never happen if there's no MMU */
1360         BUG();
1361         return VM_FAULT_SIGBUS;
1362 }
1363 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1364                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1365                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1366 {
1367         /* should never happen if there's no MMU */
1368         BUG();
1369         return -EFAULT;
1370 }
1371 #endif
1372
1373 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len,
1374                 unsigned int gup_flags);
1375 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1376                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1377 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1378                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1379
1380 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1381                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1382                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1383                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1384 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1385                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1386                             struct vm_area_struct **vmas);
1387 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1388                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1389 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1390                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1391 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1392 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1393                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1394                             struct vm_area_struct **vmas);
1395 #else
1396 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1397                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1398                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1399 {
1400         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1401 }
1402 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1403
1404 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1405                         struct page **pages);
1406
1407 /* Container for pinned pfns / pages */
1408 struct frame_vector {
1409         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1410         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1411         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1412         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1413         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1414                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1415                                  * for access */
1416 };
1417
1418 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1419 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1420 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1421                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1422 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1423 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1424 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1425
1426 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1427 {
1428         return vec->nr_frames;
1429 }
1430
1431 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1432 {
1433         if (vec->is_pfns) {
1434                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1435
1436                 if (err)
1437                         return ERR_PTR(err);
1438         }
1439         return (struct page **)(vec->ptrs);
1440 }
1441
1442 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1443 {
1444         if (!vec->is_pfns)
1445                 frame_vector_to_pfns(vec);
1446         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1447 }
1448
1449 struct kvec;
1450 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1451                         struct page **pages);
1452 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1453 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1454
1455 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1456 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1457                               unsigned int length);
1458
1459 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1460 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1461 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1462                                 struct page *page);
1463 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1464 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1465                           struct bdi_writeback *wb);
1466 int set_page_dirty(struct page *page);
1467 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1468 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1469 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1470
1471 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1472
1473 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1474 {
1475         return !vma->vm_ops;
1476 }
1477
1478 #ifdef CONFIG_SHMEM
1479 /*
1480  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1481  * paths in userfault.
1482  */
1483 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1484 #else
1485 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1486 #endif
1487
1488 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1489
1490 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1491                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1492                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1493                 bool need_rmap_locks);
1494 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1495                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1496                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1497 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1498                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1499                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1500
1501 /*
1502  * doesn't attempt to fault and will return short.
1503  */
1504 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1505                           struct page **pages);
1506 /*
1507  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1508  */
1509 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1510 {
1511         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1512
1513 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1514         /*
1515          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1516          * But it's never be expected number for users.
1517          */
1518         if (val < 0)
1519                 val = 0;
1520 #endif
1521         return (unsigned long)val;
1522 }
1523
1524 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1525 {
1526         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1527 }
1528
1529 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1530 {
1531         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1532 }
1533
1534 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1535 {
1536         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1537 }
1538
1539 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1540 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1541 {
1542         if (PageSwapBacked(page))
1543                 return MM_SHMEMPAGES;
1544         return MM_FILEPAGES;
1545 }
1546
1547 static inline int mm_counter(struct page *page)
1548 {
1549         if (PageAnon(page))
1550                 return MM_ANONPAGES;
1551         return mm_counter_file(page);
1552 }
1553
1554 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1555 {
1556         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1557                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1558                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1559 }
1560
1561 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1562 {
1563         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1564 }
1565
1566 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1567 {
1568         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1569 }
1570
1571 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1572 {
1573         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1574
1575         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1576                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1577 }
1578
1579 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1580 {
1581         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1582                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1583 }
1584
1585 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1586 {
1587         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1588 }
1589
1590 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1591                                          struct mm_struct *mm)
1592 {
1593         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1594
1595         if (*maxrss < hiwater_rss)
1596                 *maxrss = hiwater_rss;
1597 }
1598
1599 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1600 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1601 #else
1602 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1603 {
1604 }
1605 #endif
1606
1607 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1608 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1609 {
1610         return 0;
1611 }
1612 #endif
1613
1614 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1615
1616 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1617                                spinlock_t **ptl);
1618 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1619                                     spinlock_t **ptl)
1620 {
1621         pte_t *ptep;
1622         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1623         return ptep;
1624 }
1625
1626 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1627 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1628                                                 unsigned long address)
1629 {
1630         return 0;
1631 }
1632 #else
1633 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1634 #endif
1635
1636 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1637 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1638                                                 unsigned long address)
1639 {
1640         return 0;
1641 }
1642 #else
1643 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1644 #endif
1645
1646 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1647 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1648                                                 unsigned long address)
1649 {
1650         return 0;
1651 }
1652
1653 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1654
1655 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1656 {
1657         return 0;
1658 }
1659
1660 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1661 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1662
1663 #else
1664 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1665
1666 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1667 {
1668         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1669 }
1670
1671 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1672 {
1673         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1674 }
1675
1676 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1677 {
1678         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1679 }
1680
1681 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1682 {
1683         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1684 }
1685 #endif
1686
1687 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1688 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1689
1690 /*
1691  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1692  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1693  */
1694 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1695
1696 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1697 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1698                 unsigned long address)
1699 {
1700         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1701                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1702 }
1703
1704 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1705                 unsigned long address)
1706 {
1707         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1708                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1709 }
1710 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1711
1712 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1713 {
1714         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1715                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1716 }
1717 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1718
1719 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1720 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1721 void __init ptlock_cache_init(void);
1722 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1723 extern void ptlock_free(struct page *page);
1724
1725 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1726 {
1727         return page->ptl;
1728 }
1729 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1730 static inline void ptlock_cache_init(void)
1731 {
1732 }
1733
1734 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1735 {
1736         return true;
1737 }
1738
1739 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1740 {
1741 }
1742
1743 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1744 {
1745         return &page->ptl;
1746 }
1747 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1748
1749 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1750 {
1751         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1752 }
1753
1754 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1755 {
1756         /*
1757          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1758          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1759          *
1760          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1761          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1762          */
1763         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1764         if (!ptlock_alloc(page))
1765                 return false;
1766         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1767         return true;
1768 }
1769
1770 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1771 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1772 {
1773         page->mapping = NULL;
1774         ptlock_free(page);
1775 }
1776
1777 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1778 /*
1779  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1780  */
1781 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1782 {
1783         return &mm->page_table_lock;
1784 }
1785 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1786 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1787 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1788 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1789
1790 static inline void pgtable_init(void)
1791 {
1792         ptlock_cache_init();
1793         pgtable_cache_init();
1794 }
1795
1796 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1797 {
1798         if (!ptlock_init(page))
1799                 return false;
1800         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1801         return true;
1802 }
1803
1804 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1805 {
1806         pte_lock_deinit(page);
1807         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1808 }
1809
1810 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1811 ({                                                      \
1812         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1813         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1814         *(ptlp) = __ptl;                                \
1815         spin_lock(__ptl);                               \
1816         __pte;                                          \
1817 })
1818
1819 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1820         spin_unlock(ptl);                               \
1821         pte_unmap(pte);                                 \
1822 } while (0)
1823
1824 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1825         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1826
1827 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1828         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1829
1830 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1831         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1832                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1833
1834 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1835         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1836                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1837
1838 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1839
1840 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1841 {
1842         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1843         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1844 }
1845
1846 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1847 {
1848         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1849 }
1850
1851 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1852 {
1853 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1854         page->pmd_huge_pte = NULL;
1855 #endif
1856         return ptlock_init(page);
1857 }
1858
1859 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1860 {
1861 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1862         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1863 #endif
1864         ptlock_free(page);
1865 }
1866
1867 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1868
1869 #else
1870
1871 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1872 {
1873         return &mm->page_table_lock;
1874 }
1875
1876 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1877 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1878
1879 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1880
1881 #endif
1882
1883 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1884 {
1885         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1886         spin_lock(ptl);
1887         return ptl;
1888 }
1889
1890 /*
1891  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1892  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1893  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1894  * which need to be converted from page_table_lock.
1895  */
1896 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1897 {
1898         return &mm->page_table_lock;
1899 }
1900
1901 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1902 {
1903         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1904
1905         spin_lock(ptl);
1906         return ptl;
1907 }
1908
1909 extern void __init pagecache_init(void);
1910 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1911 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1912                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1913 extern void free_initmem(void);
1914
1915 /*
1916  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1917  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1918  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1919  * Return pages freed into the buddy system.
1920  */
1921 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1922                                         int poison, char *s);
1923
1924 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1925 /*
1926  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1927  * and totalram_pages.
1928  */
1929 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1930 #endif
1931
1932 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1933 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1934
1935 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1936
1937 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1938 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1939 {
1940         ClearPageReserved(page);
1941         init_page_count(page);
1942         __free_page(page);
1943 }
1944
1945 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1946 {
1947         __free_reserved_page(page);
1948         adjust_managed_page_count(page, 1);
1949 }
1950
1951 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1952 {
1953         SetPageReserved(page);
1954         adjust_managed_page_count(page, -1);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1959  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1960  * range [0, UCHAR_MAX].
1961  * Return pages freed into the buddy system.
1962  */
1963 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1964 {
1965         extern char __init_begin[], __init_end[];
1966
1967         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1968                                   poison, "unused kernel");
1969 }
1970
1971 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1972 {
1973         int nid;
1974         unsigned long phys_pages = 0;
1975
1976         for_each_online_node(nid)
1977                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1978
1979         return phys_pages;
1980 }
1981
1982 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1983 /*
1984  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1985  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1986  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1987  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1988  * free_area_init_node()
1989  *
1990  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1991  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1992  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1993  * usage, an architecture is expected to do something like
1994  *
1995  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1996  *                                                       max_highmem_pfn};
1997  * for_each_valid_physical_page_range()
1998  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1999  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2000  *
2001  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2002  * registered physical page range.  Similarly
2003  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2004  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2005  *
2006  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2007  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2008  */
2009 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2010 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2011 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2012                                                 unsigned long end_pfn);
2013 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2014                                                 unsigned long end_pfn);
2015 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2016                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2017 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2018 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2019                                                 unsigned long max_low_pfn);
2020 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2021
2022 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2023
2024 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2025     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2026 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2027                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2028 {
2029         return 0;
2030 }
2031 #else
2032 /* please see mm/page_alloc.c */
2033 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2034 /* there is a per-arch backend function. */
2035 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2036                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2037 #endif
2038
2039 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2040 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2041                                 unsigned long, enum memmap_context);
2042 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2043 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2044 extern void mem_init(void);
2045 extern void __init mmap_init(void);
2046 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2047 extern long si_mem_available(void);
2048 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2049 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2050 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2051 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2052 #endif
2053
2054 extern __printf(3, 4)
2055 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2056
2057 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2058
2059 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2060 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2061
2062 /* page_alloc.c */
2063 extern int min_free_kbytes;
2064 extern int watermark_scale_factor;
2065
2066 /* nommu.c */
2067 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2068 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2069
2070 /* interval_tree.c */
2071 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2072                               struct rb_root_cached *root);
2073 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2074                                     struct vm_area_struct *prev,
2075                                     struct rb_root_cached *root);
2076 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2077                               struct rb_root_cached *root);
2078 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2079                                 unsigned long start, unsigned long last);
2080 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2081                                 unsigned long start, unsigned long last);
2082
2083 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2084         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2085              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2086
2087 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2088                                    struct rb_root_cached *root);
2089 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2090                                    struct rb_root_cached *root);
2091 struct anon_vma_chain *
2092 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2093                                   unsigned long start, unsigned long last);
2094 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2095         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2096 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2097 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2098 #endif
2099
2100 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2101         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2102              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2103
2104 /* mmap.c */
2105 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2106 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2107         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2108         struct vm_area_struct *expand);
2109 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2110         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2111 {
2112         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2113 }
2114 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2115         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2116         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2117         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2118 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2119 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2120         unsigned long addr, int new_below);
2121 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2122         unsigned long addr, int new_below);
2123 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2124 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2125         struct rb_node **, struct rb_node *);
2126 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2127 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2128         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2129         bool *need_rmap_locks);
2130 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2131
2132 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2133                                     unsigned long new,
2134                                     unsigned long start,
2135                                     unsigned long end_data,
2136                                     unsigned long start_data)
2137 {
2138         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2139                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2140                         return -ENOSPC;
2141         }
2142
2143         return 0;
2144 }
2145
2146 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2147 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2148
2149 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2150 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2151 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2152
2153 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2154 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2155
2156 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2157                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2158 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2159                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2160                                    unsigned long flags,
2161                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2162 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2163 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2164                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2165                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2166
2167 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
2168
2169 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2170
2171 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2172         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2173         struct list_head *uf);
2174 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2175         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2176         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2177         struct list_head *uf);
2178 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2179                      struct list_head *uf);
2180
2181 static inline unsigned long
2182 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2183         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2184         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2185         struct list_head *uf)
2186 {
2187         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2188 }
2189
2190 #ifdef CONFIG_MMU
2191 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2192                          int ignore_errors);
2193 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2194 {
2195         /* Ignore errors */
2196         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2197 }
2198 #else
2199 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2200 #endif
2201
2202 /* These take the mm semaphore themselves */
2203 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2204 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2205 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2206 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2207         unsigned long, unsigned long,
2208         unsigned long, unsigned long);
2209
2210 struct vm_unmapped_area_info {
2211 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2212         unsigned long flags;
2213         unsigned long length;
2214         unsigned long low_limit;
2215         unsigned long high_limit;
2216         unsigned long align_mask;
2217         unsigned long align_offset;
2218 };
2219
2220 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2221 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2222
2223 /*
2224  * Search for an unmapped address range.
2225  *
2226  * We are looking for a range that:
2227  * - does not intersect with any VMA;
2228  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2229  * - is at least the desired size.
2230  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2231  */
2232 static inline unsigned long
2233 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2234 {
2235         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2236                 return unmapped_area_topdown(info);
2237         else
2238                 return unmapped_area(info);
2239 }
2240
2241 /* truncate.c */
2242 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2243 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2244                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2245 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2246
2247 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2248 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2249 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2250                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2251 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2252
2253 /* mm/page-writeback.c */
2254 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2255 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2256
2257 /* readahead.c */
2258 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2259 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2260
2261 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2262                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2263
2264 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2265                                struct file_ra_state *ra,
2266                                struct file *filp,
2267                                pgoff_t offset,
2268                                unsigned long size);
2269
2270 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2271                                 struct file_ra_state *ra,
2272                                 struct file *filp,
2273                                 struct page *pg,
2274                                 pgoff_t offset,
2275                                 unsigned long size);
2276
2277 extern unsigned long stack_guard_gap;
2278 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2279 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2280
2281 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2282 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2283                 unsigned long address);
2284 #if VM_GROWSUP
2285 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2286 #else
2287   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2288 #endif
2289
2290 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2291 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2292 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2293                                              struct vm_area_struct **pprev);
2294
2295 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2296    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2297 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2298 {
2299         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2300
2301         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2302                 vma = NULL;
2303         return vma;
2304 }
2305
2306 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2307 {
2308         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2309
2310         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2311                 vm_start -= stack_guard_gap;
2312                 if (vm_start > vma->vm_start)
2313                         vm_start = 0;
2314         }
2315         return vm_start;
2316 }
2317
2318 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2319 {
2320         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2321
2322         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2323                 vm_end += stack_guard_gap;
2324                 if (vm_end < vma->vm_end)
2325                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2326         }
2327         return vm_end;
2328 }
2329
2330 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2331 {
2332         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2333 }
2334
2335 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2336 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2337                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2338 {
2339         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2340
2341         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2342                 vma = NULL;
2343
2344         return vma;
2345 }
2346
2347 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2348                                 unsigned long start, unsigned long end)
2349 {
2350         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2351 }
2352
2353 #ifdef CONFIG_MMU
2354 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2355 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2356 #else
2357 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2358 {
2359         return __pgprot(0);
2360 }
2361 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2362 {
2363         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2364 }
2365 #endif
2366
2367 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2368 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2369                         unsigned long start, unsigned long end);
2370 #endif
2371
2372 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2373 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2374                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2375 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2376 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2377                         unsigned long pfn);
2378 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2379                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2380 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2381                         pfn_t pfn);
2382 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2383                         pfn_t pfn);
2384 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2385
2386
2387 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2388                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2389                               unsigned int *page_mask);
2390
2391 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2392                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2393 {
2394         unsigned int unused_page_mask;
2395         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2396 }
2397
2398 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2399 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2400 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2401 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2402 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2403 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2404                                  * and return without waiting upon it */
2405 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2406 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2407 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2408 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2409 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2410 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2411 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2412 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2413 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2414 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2415
2416 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2417 {
2418         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2419                 return -ENOMEM;
2420         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2421                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2422         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2423                 return -EFAULT;
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 #ifndef io_remap_pfn_range
2428 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2429                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2430                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2431 {
2432         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2433 }
2434 #endif
2435
2436 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2437                         void *data);
2438 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2439                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2440
2441
2442 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2443 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2444 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2445 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2446 #else
2447 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2448 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2449                                         int enable) { }
2450 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2451 #endif
2452
2453 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2454 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2455 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2456
2457 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2458 {
2459         return _debug_pagealloc_enabled;
2460 }
2461
2462 static inline void
2463 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2464 {
2465         if (!debug_pagealloc_enabled())
2466                 return;
2467
2468         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2469 }
2470 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2471 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2472 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2473 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2474 static inline void
2475 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2476 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2477 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2478 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2479 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2480 {
2481         return false;
2482 }
2483 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2484
2485 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2486 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2487 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2488 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2489 #else
2490 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2491 {
2492         return NULL;
2493 }
2494 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2495 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2496 {
2497         return 0;
2498 }
2499 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2500
2501 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2502
2503 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2504 extern int sysctl_drop_caches;
2505 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2506                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2507 #endif
2508
2509 void drop_slab(void);
2510 void drop_slab_node(int nid);
2511
2512 #ifndef CONFIG_MMU
2513 #define randomize_va_space 0
2514 #else
2515 extern int randomize_va_space;
2516 #endif
2517
2518 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2519 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2520
2521 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2522                                    unsigned long pnum_begin,
2523                                    unsigned long pnum_end,
2524                                    unsigned long map_count,
2525                                    int nodeid);
2526
2527 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2528 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2529 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2530 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2531 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2532 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2533 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2534 struct vmem_altmap;
2535 void *__vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
2536                 struct vmem_altmap *altmap);
2537 static inline void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
2538 {
2539         return __vmemmap_alloc_block_buf(size, node, NULL);
2540 }
2541
2542 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2543 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2544                                int node);
2545 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2546 void vmemmap_populate_print_last(void);
2547 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2548 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2549 #endif
2550 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2551                                   unsigned long nr_pages);
2552
2553 enum mf_flags {
2554         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2555         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2556         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2557         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2558 };
2559 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2560 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2561 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2562 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2563 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2564 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2565 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2566 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2567 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2568 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2569
2570
2571 /*
2572  * Error handlers for various types of pages.
2573  */
2574 enum mf_result {
2575         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2576         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2577         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2578         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2579 };
2580
2581 enum mf_action_page_type {
2582         MF_MSG_KERNEL,
2583         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2584         MF_MSG_SLAB,
2585         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2586         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2587         MF_MSG_HUGE,
2588         MF_MSG_FREE_HUGE,
2589         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2590         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2591         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2592         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2593         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2594         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2595         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2596         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2597         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2598         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2599         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2600         MF_MSG_BUDDY,
2601         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2602         MF_MSG_UNKNOWN,
2603 };
2604
2605 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2606 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2607                             unsigned long addr_hint,
2608                             unsigned int pages_per_huge_page);
2609 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2610                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2611                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2612 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2613                                 const void __user *usr_src,
2614                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2615                                 bool allow_pagefault);
2616 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2617
2618 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2619
2620 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2621 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2622 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2623
2624 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2625 {
2626         return _debug_guardpage_minorder;
2627 }
2628
2629 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2630 {
2631         return _debug_guardpage_enabled;
2632 }
2633
2634 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2635 {
2636         struct page_ext *page_ext;
2637
2638         if (!debug_guardpage_enabled())
2639                 return false;
2640
2641         page_ext = lookup_page_ext(page);
2642         if (unlikely(!page_ext))
2643                 return false;
2644
2645         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2646 }
2647 #else
2648 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2649 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2650 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2651 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2652
2653 #if MAX_NUMNODES > 1
2654 void __init setup_nr_node_ids(void);
2655 #else
2656 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2657 #endif
2658
2659 #endif /* __KERNEL__ */
2660 #endif /* _LINUX_MM_H */