GNU Linux-libre 5.10.217-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/mmap_lock.h>
19 #include <linux/range.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/percpu-refcount.h>
22 #include <linux/bit_spinlock.h>
23 #include <linux/shrinker.h>
24 #include <linux/resource.h>
25 #include <linux/page_ext.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/page-flags.h>
28 #include <linux/page_ref.h>
29 #include <linux/memremap.h>
30 #include <linux/overflow.h>
31 #include <linux/sizes.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34
35 struct mempolicy;
36 struct anon_vma;
37 struct anon_vma_chain;
38 struct file_ra_state;
39 struct user_struct;
40 struct writeback_control;
41 struct bdi_writeback;
42 struct pt_regs;
43
44 extern int sysctl_page_lock_unfairness;
45
46 void init_mm_internals(void);
47
48 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
49 extern unsigned long max_mapnr;
50
51 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
52 {
53         max_mapnr = limit;
54 }
55 #else
56 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
57 #endif
58
59 extern atomic_long_t _totalram_pages;
60 static inline unsigned long totalram_pages(void)
61 {
62         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
63 }
64
65 static inline void totalram_pages_inc(void)
66 {
67         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
68 }
69
70 static inline void totalram_pages_dec(void)
71 {
72         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
73 }
74
75 static inline void totalram_pages_add(long count)
76 {
77         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
78 }
79
80 extern void * high_memory;
81 extern int page_cluster;
82
83 #ifdef CONFIG_SYSCTL
84 extern int sysctl_legacy_va_layout;
85 #else
86 #define sysctl_legacy_va_layout 0
87 #endif
88
89 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
90 extern const int mmap_rnd_bits_min;
91 extern const int mmap_rnd_bits_max;
92 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
93 #endif
94 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
95 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
96 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
97 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
98 #endif
99
100 #include <asm/page.h>
101 #include <asm/processor.h>
102
103 /*
104  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
105  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
106  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
107  * redefine this macro to strip tags from pointers.
108  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
109  */
110 #ifndef untagged_addr
111 #define untagged_addr(addr) (addr)
112 #endif
113
114 #ifndef __pa_symbol
115 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
116 #endif
117
118 #ifndef page_to_virt
119 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
120 #endif
121
122 #ifndef lm_alias
123 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
124 #endif
125
126 /*
127  * To prevent common memory management code establishing
128  * a zero page mapping on a read fault.
129  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
130  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
131  * related to the physical page in case of virtualization.
132  */
133 #ifndef mm_forbids_zeropage
134 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
135 #endif
136
137 /*
138  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
139  * If an architecture decides to implement their own version of
140  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
141  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
142  */
143 #if BITS_PER_LONG == 64
144 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
145  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
146  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
147  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
148  * this can result in several of the writes here being dropped.
149  */
150 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
151 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
152 {
153         unsigned long *_pp = (void *)page;
154
155          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
156         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
158         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
159
160         switch (sizeof(struct page)) {
161         case 80:
162                 _pp[9] = 0;
163                 fallthrough;
164         case 72:
165                 _pp[8] = 0;
166                 fallthrough;
167         case 64:
168                 _pp[7] = 0;
169                 fallthrough;
170         case 56:
171                 _pp[6] = 0;
172                 _pp[5] = 0;
173                 _pp[4] = 0;
174                 _pp[3] = 0;
175                 _pp[2] = 0;
176                 _pp[1] = 0;
177                 _pp[0] = 0;
178         }
179 }
180 #else
181 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
182 #endif
183
184 /*
185  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
186  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
187  * problem.
188  *
189  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
190  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
191  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
192  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
193  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
194  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
195  *
196  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
197  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
198  * that.
199  */
200 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
201 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
202
203 extern int sysctl_max_map_count;
204
205 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
206 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
207
208 extern int sysctl_overcommit_memory;
209 extern int sysctl_overcommit_ratio;
210 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
211
212 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
213                 loff_t *);
214 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
215                 loff_t *);
216 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
217                 loff_t *);
218
219 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
220
221 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
222 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
223
224 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
225 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
226
227 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
228
229 /*
230  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
231  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
232  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
233  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
234  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
235  * mmap() functions).
236  */
237
238 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
239 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
240 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
241
242 #ifndef CONFIG_MMU
243 extern struct rb_root nommu_region_tree;
244 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
245
246 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
247 #endif
248
249 /*
250  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
251  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
252  */
253 #define VM_NONE         0x00000000
254
255 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
256 #define VM_WRITE        0x00000002
257 #define VM_EXEC         0x00000004
258 #define VM_SHARED       0x00000008
259
260 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
261 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
262 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
263 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
264 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
265
266 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
267 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
268 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
269 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
270 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
271
272 #define VM_LOCKED       0x00002000
273 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
274
275                                         /* Used by sys_madvise() */
276 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
277 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
278
279 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
280 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
281 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
282 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
283 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
284 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
285 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
286 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
287 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
288 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
289
290 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
291 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
292 #else
293 # define VM_SOFTDIRTY   0
294 #endif
295
296 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
297 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
298 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
299 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
300
301 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
302 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
303 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
304 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
305 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
306 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
307 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
308 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
309 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
310 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
311 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
312 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
313
314 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
315 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
316 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
317 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
318 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
319 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
320 #ifdef CONFIG_PPC
321 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
322 #else
323 # define VM_PKEY_BIT4  0
324 #endif
325 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
326
327 #if defined(CONFIG_X86)
328 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
329 #elif defined(CONFIG_PPC)
330 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
331 #elif defined(CONFIG_PARISC)
332 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
333 #elif defined(CONFIG_IA64)
334 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
335 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
336 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
337 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
338 #elif defined(CONFIG_ARM64)
339 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
340 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
341 #elif !defined(CONFIG_MMU)
342 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
343 #endif
344
345 #if defined(CONFIG_ARM64_MTE)
346 # define VM_MTE         VM_HIGH_ARCH_0  /* Use Tagged memory for access control */
347 # define VM_MTE_ALLOWED VM_HIGH_ARCH_1  /* Tagged memory permitted */
348 #else
349 # define VM_MTE         VM_NONE
350 # define VM_MTE_ALLOWED VM_NONE
351 #endif
352
353 #ifndef VM_GROWSUP
354 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
355 #endif
356
357 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
358 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
359
360 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
361
362 /* Common data flag combinations */
363 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
364                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
365 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
366                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
367 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
368                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
369
370 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
371 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
372 #endif
373
374 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
375 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
376 #endif
377
378 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
379 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
380 #else
381 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
382 #endif
383
384 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
385
386 /* VMA basic access permission flags */
387 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
388
389
390 /*
391  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
392  */
393 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
394
395 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
396 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
397
398 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
399 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
400
401 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
402 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
403
404 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
405 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
406 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
407 #endif
408 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
409
410 /*
411  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
412  * low four bits) to a page protection mask..
413  */
414 extern pgprot_t protection_map[16];
415
416 /**
417  * Fault flag definitions.
418  *
419  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
420  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
421  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
422  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_lock and wait when retrying.
423  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
424  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
425  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
426  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
427  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
428  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
429  *
430  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
431  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
432  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
433  *
434  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
435  *                              this is the first try
436  *
437  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
438  *                              we've already tried at least once
439  *
440  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
441  *
442  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
443  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
444  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
445  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
446  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
447  * interrupted if necessary.
448  */
449 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
450 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
451 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
452 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
453 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
454 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
455 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
456 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
457 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
458 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
459
460 /*
461  * The default fault flags that should be used by most of the
462  * arch-specific page fault handlers.
463  */
464 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
465                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
466                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
467
468 /**
469  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
470  *
471  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
472  * the mmap_lock for too long a time when waiting for another condition
473  * to change, in which case we can try to be polite to release the
474  * mmap_lock in the first round to avoid potential starvation of other
475  * processes that would also want the mmap_lock.
476  *
477  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
478  * attempt of the fault handling; false otherwise.
479  */
480 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
481 {
482         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
483             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
484 }
485
486 #define FAULT_FLAG_TRACE \
487         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
488         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
489         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
490         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
491         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
492         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
493         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
494         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
495         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
496         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
497
498 /*
499  * vm_fault is filled by the pagefault handler and passed to the vma's
500  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
501  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
502  *
503  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
504  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
505  *
506  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
507  */
508 struct vm_fault {
509         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
510         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
511         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
512         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
513         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
514         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
515                                          * the 'address' */
516         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
517                                          * the 'address'
518                                          */
519         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
520
521         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
522         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
523                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
524                                          * is set (which is also implied by
525                                          * VM_FAULT_ERROR).
526                                          */
527         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
528         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
529                                          * the 'address'. NULL if the page
530                                          * table hasn't been allocated.
531                                          */
532         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
533                                          * Protects pte page table if 'pte'
534                                          * is not NULL, otherwise pmd.
535                                          */
536         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
537                                          * vm_ops->map_pages() calls
538                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
539                                          * do_fault_around() pre-allocates
540                                          * page table to avoid allocation from
541                                          * atomic context.
542                                          */
543 };
544
545 /* page entry size for vm->huge_fault() */
546 enum page_entry_size {
547         PE_SIZE_PTE = 0,
548         PE_SIZE_PMD,
549         PE_SIZE_PUD,
550 };
551
552 /*
553  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
554  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
555  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
556  */
557 struct vm_operations_struct {
558         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
559         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
560         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
561         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
562         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
563         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
564                         enum page_entry_size pe_size);
565         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
566                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
567         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
568
569         /* notification that a previously read-only page is about to become
570          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
571         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
572
573         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
574         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
575
576         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
577          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
578          */
579         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
580                       void *buf, int len, int write);
581
582         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
583          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
584          * vma to be dumped unconditionally. */
585         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
586
587 #ifdef CONFIG_NUMA
588         /*
589          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
590          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
591          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
592          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
593          * mempolicy.
594          */
595         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
596
597         /*
598          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
599          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
600          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
601          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
602          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_lock.
603          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
604          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
605          * policy.
606          */
607         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
608                                         unsigned long addr);
609 #endif
610         /*
611          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
612          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
613          * (using pte_page()) would not find the correct page.
614          */
615         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
616                                           unsigned long addr);
617 };
618
619 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
620 {
621         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
622
623         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
624         vma->vm_mm = mm;
625         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
626         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
627 }
628
629 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
630 {
631         vma->vm_ops = NULL;
632 }
633
634 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
635 {
636         return !vma->vm_ops;
637 }
638
639 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
640 {
641         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
642
643         if (!maybe_stack)
644                 return false;
645
646         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
647                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
648                 return true;
649
650         return false;
651 }
652
653 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
654 {
655         if (!current->mm)
656                 return true;
657
658         if (current->mm != vma->vm_mm)
659                 return true;
660
661         return false;
662 }
663
664 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
665 {
666         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
667 }
668
669 #ifdef CONFIG_SHMEM
670 /*
671  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
672  * paths in userfault.
673  */
674 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
675 #else
676 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
677 #endif
678
679 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
680
681 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
682 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
683
684 struct mmu_gather;
685 struct inode;
686
687 #include <linux/huge_mm.h>
688
689 /*
690  * Methods to modify the page usage count.
691  *
692  * What counts for a page usage:
693  * - cache mapping   (page->mapping)
694  * - private data    (page->private)
695  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
696  *   is counted separately
697  *
698  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
699  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
700  */
701
702 /*
703  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
704  */
705 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
706 {
707         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
708         return page_ref_dec_and_test(page);
709 }
710
711 /*
712  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
713  * that is the case.
714  * This can be called when MMU is off so it must not access
715  * any of the virtual mappings.
716  */
717 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
718 {
719         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
720 }
721
722 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
723
724 enum {
725         REGION_INTERSECTS,
726         REGION_DISJOINT,
727         REGION_MIXED,
728 };
729
730 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
731                       unsigned long desc);
732
733 /* Support for virtually mapped pages */
734 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
735 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
736
737 /*
738  * Determine if an address is within the vmalloc range
739  *
740  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
741  * is no special casing required.
742  */
743
744 #ifndef is_ioremap_addr
745 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
746 #endif
747
748 #ifdef CONFIG_MMU
749 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
750 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
751 #else
752 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
753 {
754         return false;
755 }
756 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
757 {
758         return 0;
759 }
760 #endif
761
762 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
763 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
764 {
765         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
766 }
767 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
768 {
769         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
770 }
771 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
772 {
773         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
774 }
775
776 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
777 {
778         size_t bytes;
779
780         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
781                 return NULL;
782
783         return kvmalloc(bytes, flags);
784 }
785
786 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
787 {
788         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
789 }
790
791 extern void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize,
792                 gfp_t flags);
793 extern void kvfree(const void *addr);
794 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
795
796 static inline int head_compound_mapcount(struct page *head)
797 {
798         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(head)) + 1;
799 }
800
801 /*
802  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
803  *
804  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
805  */
806 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
807 {
808         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
809         page = compound_head(page);
810         return head_compound_mapcount(page);
811 }
812
813 /*
814  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
815  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
816  * and atomic_add_negative(-1).
817  */
818 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
819 {
820         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
821 }
822
823 int __page_mapcount(struct page *page);
824
825 /*
826  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
827  * compound_mapcount().
828  *
829  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
830  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
831  * They use this place in struct page differently.
832  */
833 static inline int page_mapcount(struct page *page)
834 {
835         if (unlikely(PageCompound(page)))
836                 return __page_mapcount(page);
837         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
838 }
839
840 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
841 int total_mapcount(struct page *page);
842 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
843 #else
844 static inline int total_mapcount(struct page *page)
845 {
846         return page_mapcount(page);
847 }
848 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
849                                            int *total_mapcount)
850 {
851         int mapcount = page_mapcount(page);
852         if (total_mapcount)
853                 *total_mapcount = mapcount;
854         return mapcount;
855 }
856 #endif
857
858 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
859 {
860         struct page *page = virt_to_page(x);
861
862         return compound_head(page);
863 }
864
865 void __put_page(struct page *page);
866
867 void put_pages_list(struct list_head *pages);
868
869 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
870
871 /*
872  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
873  * prototype for that function and accessor functions.
874  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
875  */
876 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
877
878 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
879 enum compound_dtor_id {
880         NULL_COMPOUND_DTOR,
881         COMPOUND_PAGE_DTOR,
882 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
883         HUGETLB_PAGE_DTOR,
884 #endif
885 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
886         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
887 #endif
888         NR_COMPOUND_DTORS,
889 };
890 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
891
892 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
893                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
894 {
895         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
896         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
897 }
898
899 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
900 {
901         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
902         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
903 }
904
905 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
906 {
907         if (!PageHead(page))
908                 return 0;
909         return page[1].compound_order;
910 }
911
912 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
913 {
914         /*
915          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
916          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
917          * pages cannot support it.
918          */
919         page = compound_head(page);
920         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
921 }
922
923 static inline int head_compound_pincount(struct page *head)
924 {
925         return atomic_read(compound_pincount_ptr(head));
926 }
927
928 static inline int compound_pincount(struct page *page)
929 {
930         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
931         page = compound_head(page);
932         return head_compound_pincount(page);
933 }
934
935 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
936 {
937         page[1].compound_order = order;
938         page[1].compound_nr = 1U << order;
939 }
940
941 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
942 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
943 {
944         if (!PageHead(page))
945                 return 1;
946         return page[1].compound_nr;
947 }
948
949 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
950 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
951 {
952         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
953 }
954
955 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
956 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
957 {
958         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
959 }
960
961 void free_compound_page(struct page *page);
962
963 #ifdef CONFIG_MMU
964 /*
965  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
966  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
967  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
968  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
969  */
970 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
971 {
972         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
973                 pte = pte_mkwrite(pte);
974         return pte;
975 }
976
977 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
978 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
979 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
980 #endif
981
982 /*
983  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
984  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
985  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
986  * only one copy in memory, at most, normally.
987  *
988  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
989  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
990  *   freelist management in the buddy allocator.
991  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
992  *
993  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
994  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
995  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
996  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
997  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
998  *
999  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
1000  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
1001  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
1002  * and page->virtual store page management information, but all other fields
1003  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
1004  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
1005  * subsequently been given references to it.
1006  *
1007  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
1008  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
1009  * The following discussion applies only to them.
1010  *
1011  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
1012  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
1013  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
1014  * into the filesystem to release these pages.
1015  *
1016  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
1017  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
1018  * in units of PAGE_SIZE.
1019  *
1020  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
1021  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
1022  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
1023  *
1024  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
1025  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
1026  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
1027  *
1028  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1029  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1030  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1031  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1032  *
1033  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1034  * - inode pages may need to be read from disk,
1035  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1036  *   to be written back to the inode on disk,
1037  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1038  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1039  *   back into memory.
1040  */
1041
1042 /*
1043  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1044  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1045  */
1046
1047 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1048 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1049 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1050 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1051 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1052 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1053
1054 /*
1055  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1056  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1057  * the compiler will optimise away reference to them.
1058  */
1059 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1060 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1061 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1062 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1063 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1064
1065 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1066 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1067 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1068 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1069                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1070 #else
1071 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1072 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1073                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1074 #endif
1075
1076 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1077
1078 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1079 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1080 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1081 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1082 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1083 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1084
1085 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1086 {
1087         ASSERT_EXCLUSIVE_BITS(page->flags, ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1088         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1092 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1093 {
1094         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1095 }
1096 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1097                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1098 #else
1099 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1100 {
1101         return false;
1102 }
1103 #endif
1104
1105 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1106 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1107 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1108
1109 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1110 {
1111         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1112                 return false;
1113         if (!is_zone_device_page(page))
1114                 return false;
1115         switch (page->pgmap->type) {
1116         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1117         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1118                 return true;
1119         default:
1120                 break;
1121         }
1122         return false;
1123 }
1124
1125 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1126
1127 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1128 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1129 {
1130         return false;
1131 }
1132
1133 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1134 {
1135 }
1136 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1137
1138 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1139 {
1140         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1141                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1142                 is_zone_device_page(page) &&
1143                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1144 }
1145
1146 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1147 {
1148         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1149                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1150                 is_zone_device_page(page) &&
1151                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1152 }
1153
1154 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1155 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1156         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1157
1158 static inline void get_page(struct page *page)
1159 {
1160         page = compound_head(page);
1161         /*
1162          * Getting a normal page or the head of a compound page
1163          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1164          */
1165         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1166         page_ref_inc(page);
1167 }
1168
1169 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1170
1171 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1172 {
1173         page = compound_head(page);
1174         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1175                 return false;
1176         page_ref_inc(page);
1177         return true;
1178 }
1179
1180 static inline void put_page(struct page *page)
1181 {
1182         page = compound_head(page);
1183
1184         /*
1185          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1186          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1187          * need to inform the device driver through callback. See
1188          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1189          */
1190         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1191                 put_devmap_managed_page(page);
1192                 return;
1193         }
1194
1195         if (put_page_testzero(page))
1196                 __put_page(page);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1201  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1202  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1203  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1204  *
1205  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1206  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1207  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1208  *
1209  * Choice of value:
1210  *
1211  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1212  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1213  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1214  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1215  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1216  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1217  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1218  *
1219  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1220  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1221  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1222  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1223  * issue.
1224  *
1225  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1226  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1227  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1228  * table entries.
1229  */
1230 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1231
1232 void unpin_user_page(struct page *page);
1233 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1234                                  bool make_dirty);
1235 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1236
1237 /**
1238  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1239  *
1240  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1241  * pin_user_pages*().
1242  *
1243  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1244  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1245  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1246  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1247  *
1248  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1249  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1250  * deal gracefully with a false positive.
1251  *
1252  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1253  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1254  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1255  * scheme).
1256  *
1257  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1258  *
1259  * @page:       pointer to page to be queried.
1260  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1261  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1262  */
1263 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1264 {
1265         if (hpage_pincount_available(page))
1266                 return compound_pincount(page) > 0;
1267
1268         /*
1269          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1270          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1271          * further incrementing the refcount.
1272          *
1273          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1274          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1275          */
1276         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1277                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1278 }
1279
1280 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1281 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1282 #endif
1283
1284 /*
1285  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1286  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1287  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1288  * node id available in page flags.
1289  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1290  * pages in a zone.
1291  */
1292 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1293 {
1294         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1295 }
1296
1297 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1298 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1299 #else
1300 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1301 {
1302         struct page *p = (struct page *)page;
1303
1304         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1305 }
1306 #endif
1307
1308 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1309 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1310 {
1311         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1312 }
1313
1314 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1315 {
1316         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1317 }
1318
1319 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1320 {
1321         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1322 }
1323
1324 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1325 {
1326         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1327 }
1328
1329 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1330 {
1331         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1332 }
1333
1334 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1335 {
1336         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1337 }
1338
1339 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1340 {
1341         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1342 }
1343
1344 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1345 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1346 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1347 {
1348         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1349 }
1350
1351 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1352 {
1353         return page->_last_cpupid;
1354 }
1355 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1356 {
1357         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1358 }
1359 #else
1360 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1361 {
1362         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1363 }
1364
1365 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1366
1367 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1368 {
1369         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1370 }
1371 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1372 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1373 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1374 {
1375         return page_to_nid(page); /* XXX */
1376 }
1377
1378 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1379 {
1380         return page_to_nid(page); /* XXX */
1381 }
1382
1383 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1384 {
1385         return -1;
1386 }
1387
1388 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1389 {
1390         return -1;
1391 }
1392
1393 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1394 {
1395         return -1;
1396 }
1397
1398 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1399 {
1400         return -1;
1401 }
1402
1403 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1404 {
1405         return true;
1406 }
1407
1408 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1409 {
1410 }
1411
1412 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1413 {
1414         return false;
1415 }
1416 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1417
1418 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1419
1420 /*
1421  * KASAN per-page tags are stored xor'ed with 0xff. This allows to avoid
1422  * setting tags for all pages to native kernel tag value 0xff, as the default
1423  * value 0x00 maps to 0xff.
1424  */
1425
1426 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1427 {
1428         u8 tag;
1429
1430         tag = (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1431         tag ^= 0xff;
1432
1433         return tag;
1434 }
1435
1436 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1437 {
1438         tag ^= 0xff;
1439         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1440         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1441 }
1442
1443 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1444 {
1445         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1446 }
1447 #else
1448 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1449 {
1450         return 0xff;
1451 }
1452
1453 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1454 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1455 #endif
1456
1457 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1458 {
1459         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1460 }
1461
1462 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1463 {
1464         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1465 }
1466
1467 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1468 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1469 {
1470         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1471         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1472 }
1473
1474 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1475 {
1476         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1477 }
1478 #endif
1479
1480 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1481 {
1482         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1483         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1484 }
1485
1486 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1487 {
1488         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1489         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1490 }
1491
1492 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1493         unsigned long node, unsigned long pfn)
1494 {
1495         set_page_zone(page, zone);
1496         set_page_node(page, node);
1497 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1498         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1499 #endif
1500 }
1501
1502 #ifdef CONFIG_MEMCG
1503 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1504 {
1505         return page->mem_cgroup;
1506 }
1507 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1508 {
1509         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1510         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1511 }
1512 #else
1513 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1514 {
1515         return NULL;
1516 }
1517 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1518 {
1519         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1520         return NULL;
1521 }
1522 #endif
1523
1524 /*
1525  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1526  */
1527 #include <linux/vmstat.h>
1528
1529 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1530 {
1531         return page_to_virt(page);
1532 }
1533
1534 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1535 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1536 #endif
1537
1538 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1539 static inline void *page_address(const struct page *page)
1540 {
1541         return page->virtual;
1542 }
1543 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1544 {
1545         page->virtual = address;
1546 }
1547 #define page_address_init()  do { } while(0)
1548 #endif
1549
1550 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1551 void *page_address(const struct page *page);
1552 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1553 void page_address_init(void);
1554 #endif
1555
1556 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1557 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1558 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1559 #define page_address_init()  do { } while(0)
1560 #endif
1561
1562 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1563 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1564 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1565
1566 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1567
1568 static inline
1569 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1570 {
1571         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1572                 return __page_file_mapping(page);
1573
1574         return page->mapping;
1575 }
1576
1577 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1578
1579 /*
1580  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1581  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1582  */
1583 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1584 {
1585         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1586                 return __page_file_index(page);
1587         return page->index;
1588 }
1589
1590 bool page_mapped(struct page *page);
1591 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1592 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1593
1594 /*
1595  * Return true only if the page has been allocated with
1596  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1597  * met implying that the system is under some pressure.
1598  */
1599 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1600 {
1601         /*
1602          * Page index cannot be this large so this must be
1603          * a pfmemalloc page.
1604          */
1605         return page->index == -1UL;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1610  * page.
1611  */
1612 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1613 {
1614         page->index = -1UL;
1615 }
1616
1617 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1618 {
1619         page->index = 0;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1624  */
1625 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1626
1627 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1628 #define offset_in_thp(page, p)  ((unsigned long)(p) & (thp_size(page) - 1))
1629
1630 /*
1631  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1632  * various contexts.
1633  */
1634 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1635
1636 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1637
1638 #ifdef CONFIG_MMU
1639 extern bool can_do_mlock(void);
1640 #else
1641 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1642 #endif
1643 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1644 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1645
1646 /*
1647  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1648  */
1649 struct zap_details {
1650         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1651         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1652         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1653         struct page *single_page;               /* Locked page to be unmapped */
1654 };
1655
1656 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1657                              pte_t pte);
1658 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1659                                 pmd_t pmd);
1660
1661 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1662                   unsigned long size);
1663 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1664                     unsigned long size);
1665 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1666                 unsigned long start, unsigned long end);
1667
1668 struct mmu_notifier_range;
1669
1670 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1671                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1672 int
1673 copy_page_range(struct vm_area_struct *dst_vma, struct vm_area_struct *src_vma);
1674 int follow_invalidate_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1675                           struct mmu_notifier_range *range, pte_t **ptepp,
1676                           pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1677 int follow_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1678                pte_t **ptepp, spinlock_t **ptlp);
1679 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1680         unsigned long *pfn);
1681 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1682                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1683 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1684                         void *buf, int len, int write);
1685
1686 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1687 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1688 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1689 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1690 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1691 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1692 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1693
1694 #ifdef CONFIG_MMU
1695 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1696                                   unsigned long address, unsigned int flags,
1697                                   struct pt_regs *regs);
1698 extern int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1699                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1700                             bool *unlocked);
1701 void unmap_mapping_page(struct page *page);
1702 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1703                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1704 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1705                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1706 #else
1707 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1708                                          unsigned long address, unsigned int flags,
1709                                          struct pt_regs *regs)
1710 {
1711         /* should never happen if there's no MMU */
1712         BUG();
1713         return VM_FAULT_SIGBUS;
1714 }
1715 static inline int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1716                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1717 {
1718         /* should never happen if there's no MMU */
1719         BUG();
1720         return -EFAULT;
1721 }
1722 static inline void unmap_mapping_page(struct page *page) { }
1723 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1724                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1725 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1726                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1727 #endif
1728
1729 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1730                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1731 {
1732         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1733 }
1734
1735 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1736                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1737 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1738                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1739 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1740                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1741
1742 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1743                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1744                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1745                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1746 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1747                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1748                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1749                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1750 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1751                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1752                             struct vm_area_struct **vmas);
1753 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1754                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1755                     struct vm_area_struct **vmas);
1756 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1757                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1758 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1759                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1760 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1761                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1762 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1763                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1764
1765 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1766                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1767 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1768                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1769
1770 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1771 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1772                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1773
1774 /* Container for pinned pfns / pages */
1775 struct frame_vector {
1776         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1777         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1778         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1779         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1780         void *ptrs[];           /* Array of pinned pfns / pages. Use
1781                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1782                                  * for access */
1783 };
1784
1785 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1786 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1787 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1788                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1789 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1790 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1791 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1792
1793 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1794 {
1795         return vec->nr_frames;
1796 }
1797
1798 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1799 {
1800         if (vec->is_pfns) {
1801                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1802
1803                 if (err)
1804                         return ERR_PTR(err);
1805         }
1806         return (struct page **)(vec->ptrs);
1807 }
1808
1809 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1810 {
1811         if (!vec->is_pfns)
1812                 frame_vector_to_pfns(vec);
1813         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1814 }
1815
1816 struct kvec;
1817 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1818                         struct page **pages);
1819 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1820 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1821
1822 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1823 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1824                               unsigned int length);
1825
1826 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1827 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1828 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1829 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1830                                 struct page *page);
1831 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1832 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1833                           struct bdi_writeback *wb);
1834 int set_page_dirty(struct page *page);
1835 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1836 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1837 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1838 {
1839         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1840         if (PageDirty(page))
1841                 __cancel_dirty_page(page);
1842 }
1843 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1844
1845 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1846
1847 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1848                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1849                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1850                 bool need_rmap_locks);
1851
1852 /*
1853  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1854  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1855  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1856  * time.
1857  */
1858 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1859 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1860 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1861 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1862 /* Whether this change is for write protecting */
1863 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1864 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1865 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1866                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1867
1868 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1869                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1870                               unsigned long cp_flags);
1871 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1872                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1873                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1874
1875 /*
1876  * doesn't attempt to fault and will return short.
1877  */
1878 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1879                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1880 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1881                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1882
1883 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1884                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1885 {
1886         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1887 }
1888 /*
1889  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1890  */
1891 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1892 {
1893         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1894
1895 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1896         /*
1897          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1898          * But it's never be expected number for users.
1899          */
1900         if (val < 0)
1901                 val = 0;
1902 #endif
1903         return (unsigned long)val;
1904 }
1905
1906 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1907
1908 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1909 {
1910         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1911
1912         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1913 }
1914
1915 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1916 {
1917         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1918
1919         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1920 }
1921
1922 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1923 {
1924         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1925
1926         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1927 }
1928
1929 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1930 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1931 {
1932         if (PageSwapBacked(page))
1933                 return MM_SHMEMPAGES;
1934         return MM_FILEPAGES;
1935 }
1936
1937 static inline int mm_counter(struct page *page)
1938 {
1939         if (PageAnon(page))
1940                 return MM_ANONPAGES;
1941         return mm_counter_file(page);
1942 }
1943
1944 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1945 {
1946         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1947                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1948                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1949 }
1950
1951 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1952 {
1953         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1954 }
1955
1956 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1957 {
1958         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1959 }
1960
1961 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1962 {
1963         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1964
1965         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1966                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1967 }
1968
1969 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1970 {
1971         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1972                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1973 }
1974
1975 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1976 {
1977         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1978 }
1979
1980 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1981                                          struct mm_struct *mm)
1982 {
1983         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1984
1985         if (*maxrss < hiwater_rss)
1986                 *maxrss = hiwater_rss;
1987 }
1988
1989 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1990 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1991 #else
1992 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1993 {
1994 }
1995 #endif
1996
1997 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1998 static inline int pte_special(pte_t pte)
1999 {
2000         return 0;
2001 }
2002
2003 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
2004 {
2005         return pte;
2006 }
2007 #endif
2008
2009 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
2010 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
2011 {
2012         return 0;
2013 }
2014 #endif
2015
2016 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
2017
2018 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2019                                spinlock_t **ptl);
2020 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
2021                                     spinlock_t **ptl)
2022 {
2023         pte_t *ptep;
2024         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
2025         return ptep;
2026 }
2027
2028 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
2029 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2030                                                 unsigned long address)
2031 {
2032         return 0;
2033 }
2034 #else
2035 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
2036 #endif
2037
2038 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2039 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2040                                                 unsigned long address)
2041 {
2042         return 0;
2043 }
2044 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2045 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
2046
2047 #else
2048 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2049
2050 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2051 {
2052         if (mm_pud_folded(mm))
2053                 return;
2054         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2055 }
2056
2057 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2058 {
2059         if (mm_pud_folded(mm))
2060                 return;
2061         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2062 }
2063 #endif
2064
2065 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2066 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2067                                                 unsigned long address)
2068 {
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2073 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2074
2075 #else
2076 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2077
2078 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2079 {
2080         if (mm_pmd_folded(mm))
2081                 return;
2082         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2083 }
2084
2085 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2086 {
2087         if (mm_pmd_folded(mm))
2088                 return;
2089         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2090 }
2091 #endif
2092
2093 #ifdef CONFIG_MMU
2094 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2095 {
2096         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2097 }
2098
2099 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2100 {
2101         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2102 }
2103
2104 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2105 {
2106         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2107 }
2108
2109 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2110 {
2111         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2112 }
2113 #else
2114
2115 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2116 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2117 {
2118         return 0;
2119 }
2120
2121 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2122 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2123 #endif
2124
2125 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2126 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2127
2128 #if defined(CONFIG_MMU)
2129
2130 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2131                 unsigned long address)
2132 {
2133         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2134                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2135 }
2136
2137 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2138                 unsigned long address)
2139 {
2140         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2141                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2142 }
2143
2144 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2145 {
2146         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2147                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2148 }
2149 #endif /* CONFIG_MMU */
2150
2151 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2152 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2153 void __init ptlock_cache_init(void);
2154 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2155 extern void ptlock_free(struct page *page);
2156
2157 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2158 {
2159         return page->ptl;
2160 }
2161 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2162 static inline void ptlock_cache_init(void)
2163 {
2164 }
2165
2166 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2167 {
2168         return true;
2169 }
2170
2171 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2172 {
2173 }
2174
2175 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2176 {
2177         return &page->ptl;
2178 }
2179 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2180
2181 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2182 {
2183         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2184 }
2185
2186 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2187 {
2188         /*
2189          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2190          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2191          *
2192          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2193          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2194          */
2195         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2196         if (!ptlock_alloc(page))
2197                 return false;
2198         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2199         return true;
2200 }
2201
2202 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2203 /*
2204  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2205  */
2206 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2207 {
2208         return &mm->page_table_lock;
2209 }
2210 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2211 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2212 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2213 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2214
2215 static inline void pgtable_init(void)
2216 {
2217         ptlock_cache_init();
2218         pgtable_cache_init();
2219 }
2220
2221 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2222 {
2223         if (!ptlock_init(page))
2224                 return false;
2225         __SetPageTable(page);
2226         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2227         return true;
2228 }
2229
2230 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2231 {
2232         ptlock_free(page);
2233         __ClearPageTable(page);
2234         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2235 }
2236
2237 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2238 ({                                                      \
2239         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2240         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2241         *(ptlp) = __ptl;                                \
2242         spin_lock(__ptl);                               \
2243         __pte;                                          \
2244 })
2245
2246 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2247         spin_unlock(ptl);                               \
2248         pte_unmap(pte);                                 \
2249 } while (0)
2250
2251 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2252
2253 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2254         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2255
2256 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2257         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2258                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2259
2260 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2261         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2262                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2263
2264 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2265
2266 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2267 {
2268         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2269         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2270 }
2271
2272 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2273 {
2274         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2275 }
2276
2277 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page)
2278 {
2279 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2280         page->pmd_huge_pte = NULL;
2281 #endif
2282         return ptlock_init(page);
2283 }
2284
2285 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page)
2286 {
2287 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2288         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2289 #endif
2290         ptlock_free(page);
2291 }
2292
2293 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2294
2295 #else
2296
2297 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2298 {
2299         return &mm->page_table_lock;
2300 }
2301
2302 static inline bool pmd_ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2303 static inline void pmd_ptlock_free(struct page *page) {}
2304
2305 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2306
2307 #endif
2308
2309 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2310 {
2311         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2312         spin_lock(ptl);
2313         return ptl;
2314 }
2315
2316 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2317 {
2318         if (!pmd_ptlock_init(page))
2319                 return false;
2320         __SetPageTable(page);
2321         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2322         return true;
2323 }
2324
2325 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2326 {
2327         pmd_ptlock_free(page);
2328         __ClearPageTable(page);
2329         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2334  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2335  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2336  * which need to be converted from page_table_lock.
2337  */
2338 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2339 {
2340         return &mm->page_table_lock;
2341 }
2342
2343 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2344 {
2345         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2346
2347         spin_lock(ptl);
2348         return ptl;
2349 }
2350
2351 extern void __init pagecache_init(void);
2352 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2353 extern void free_initmem(void);
2354
2355 /*
2356  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2357  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2358  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2359  * Return pages freed into the buddy system.
2360  */
2361 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2362                                         int poison, const char *s);
2363
2364 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2365 /*
2366  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2367  * and totalram_pages.
2368  */
2369 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2370 #endif
2371
2372 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2373 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2374
2375 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2376
2377 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2378 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2379 {
2380         ClearPageReserved(page);
2381         init_page_count(page);
2382         __free_page(page);
2383 }
2384
2385 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2386 {
2387         __free_reserved_page(page);
2388         adjust_managed_page_count(page, 1);
2389 }
2390
2391 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2392 {
2393         SetPageReserved(page);
2394         adjust_managed_page_count(page, -1);
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2399  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2400  * range [0, UCHAR_MAX].
2401  * Return pages freed into the buddy system.
2402  */
2403 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2404 {
2405         extern char __init_begin[], __init_end[];
2406
2407         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2408                                   poison, "unused kernel");
2409 }
2410
2411 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2412 {
2413         int nid;
2414         unsigned long phys_pages = 0;
2415
2416         for_each_online_node(nid)
2417                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2418
2419         return phys_pages;
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2424  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2425  * architecture independent manner.
2426  *
2427  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2428  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2429  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2430  * usage, an architecture is expected to do something like
2431  *
2432  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2433  *                                                       max_highmem_pfn};
2434  * for_each_valid_physical_page_range()
2435  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2436  * free_area_init(max_zone_pfns);
2437  */
2438 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2439 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2440 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2441                                                 unsigned long end_pfn);
2442 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2443                                                 unsigned long end_pfn);
2444 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2445                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2446 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2447
2448 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2449 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2450 {
2451         return 0;
2452 }
2453 #else
2454 /* please see mm/page_alloc.c */
2455 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2456 /* there is a per-arch backend function. */
2457 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2458                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2459 #endif
2460
2461 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2462 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2463                 unsigned long, unsigned long, enum meminit_context,
2464                 struct vmem_altmap *, int migratetype);
2465 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2466 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2467 extern void mem_init(void);
2468 extern void __init mmap_init(void);
2469 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2470 extern long si_mem_available(void);
2471 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2472 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2473 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2474 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2475 #endif
2476
2477 extern __printf(3, 4)
2478 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2479
2480 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2481
2482 /* page_alloc.c */
2483 extern int min_free_kbytes;
2484 extern int watermark_boost_factor;
2485 extern int watermark_scale_factor;
2486 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2487
2488 /* nommu.c */
2489 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2490 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2491
2492 /* interval_tree.c */
2493 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2494                               struct rb_root_cached *root);
2495 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2496                                     struct vm_area_struct *prev,
2497                                     struct rb_root_cached *root);
2498 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2499                               struct rb_root_cached *root);
2500 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2501                                 unsigned long start, unsigned long last);
2502 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2503                                 unsigned long start, unsigned long last);
2504
2505 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2506         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2507              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2508
2509 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2510                                    struct rb_root_cached *root);
2511 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2512                                    struct rb_root_cached *root);
2513 struct anon_vma_chain *
2514 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2515                                   unsigned long start, unsigned long last);
2516 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2517         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2518 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2519 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2520 #endif
2521
2522 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2523         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2524              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2525
2526 /* mmap.c */
2527 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2528 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2529         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2530         struct vm_area_struct *expand);
2531 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2532         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2533 {
2534         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2535 }
2536 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2537         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2538         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2539         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2540 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2541 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2542         unsigned long addr, int new_below);
2543 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2544         unsigned long addr, int new_below);
2545 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2546 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2547         struct rb_node **, struct rb_node *);
2548 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2549 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2550         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2551         bool *need_rmap_locks);
2552 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2553
2554 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2555                                     unsigned long new,
2556                                     unsigned long start,
2557                                     unsigned long end_data,
2558                                     unsigned long start_data)
2559 {
2560         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2561                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2562                         return -ENOSPC;
2563         }
2564
2565         return 0;
2566 }
2567
2568 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2569 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2570
2571 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2572 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2573 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2574
2575 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2576 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2577
2578 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2579                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2580 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2581                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2582                                    unsigned long flags,
2583                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2584 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2585 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2586                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2587                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2588
2589 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2590 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range);
2591
2592 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2593
2594 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2595         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2596         struct list_head *uf);
2597 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2598         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2599         unsigned long pgoff, unsigned long *populate, struct list_head *uf);
2600 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2601                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2602 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2603                      struct list_head *uf);
2604 extern int do_madvise(struct mm_struct *mm, unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2605
2606 #ifdef CONFIG_MMU
2607 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2608                          int ignore_errors);
2609 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2610 {
2611         /* Ignore errors */
2612         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2613 }
2614 #else
2615 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2616 #endif
2617
2618 /* These take the mm semaphore themselves */
2619 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2620 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2621 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2622 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2623         unsigned long, unsigned long,
2624         unsigned long, unsigned long);
2625
2626 struct vm_unmapped_area_info {
2627 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2628         unsigned long flags;
2629         unsigned long length;
2630         unsigned long low_limit;
2631         unsigned long high_limit;
2632         unsigned long align_mask;
2633         unsigned long align_offset;
2634 };
2635
2636 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2637
2638 /* truncate.c */
2639 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2640 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2641                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2642 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2643
2644 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2645 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2646 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2647                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2648 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2649
2650 /* mm/page-writeback.c */
2651 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2652 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2653
2654 extern unsigned long stack_guard_gap;
2655 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2656 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2657
2658 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to grow downwards at some places */
2659 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2660                 unsigned long address);
2661 #if VM_GROWSUP
2662 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2663 #else
2664   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2665 #endif
2666
2667 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2668 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2669 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2670                                              struct vm_area_struct **pprev);
2671
2672 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2673    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2674 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2675 {
2676         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2677
2678         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2679                 vma = NULL;
2680         return vma;
2681 }
2682
2683 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2684 {
2685         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2686
2687         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2688                 vm_start -= stack_guard_gap;
2689                 if (vm_start > vma->vm_start)
2690                         vm_start = 0;
2691         }
2692         return vm_start;
2693 }
2694
2695 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2696 {
2697         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2698
2699         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2700                 vm_end += stack_guard_gap;
2701                 if (vm_end < vma->vm_end)
2702                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2703         }
2704         return vm_end;
2705 }
2706
2707 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2708 {
2709         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2710 }
2711
2712 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2713 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2714                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2715 {
2716         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2717
2718         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2719                 vma = NULL;
2720
2721         return vma;
2722 }
2723
2724 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2725                                 unsigned long start, unsigned long end)
2726 {
2727         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2728 }
2729
2730 #ifdef CONFIG_MMU
2731 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2732 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2733 #else
2734 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2735 {
2736         return __pgprot(0);
2737 }
2738 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2739 {
2740         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2741 }
2742 #endif
2743
2744 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2745 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2746                         unsigned long start, unsigned long end);
2747 #endif
2748
2749 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2750 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2751                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2752 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2753 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2754                         struct page **pages, unsigned long *num);
2755 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2756                                 unsigned long num);
2757 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2758                                 unsigned long num);
2759 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2760                         unsigned long pfn);
2761 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2762                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2763 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2764                         pfn_t pfn);
2765 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2766                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2767 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2768                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2769 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2770
2771 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2772                                 unsigned long addr, struct page *page)
2773 {
2774         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2775
2776         if (err == -ENOMEM)
2777                 return VM_FAULT_OOM;
2778         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2779                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2780
2781         return VM_FAULT_NOPAGE;
2782 }
2783
2784 #ifndef io_remap_pfn_range
2785 static inline int io_remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma,
2786                                      unsigned long addr, unsigned long pfn,
2787                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
2788 {
2789         return remap_pfn_range(vma, addr, pfn, size, pgprot_decrypted(prot));
2790 }
2791 #endif
2792
2793 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2794 {
2795         if (err == -ENOMEM)
2796                 return VM_FAULT_OOM;
2797         return VM_FAULT_SIGBUS;
2798 }
2799
2800 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2801                          unsigned int foll_flags);
2802
2803 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2804 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2805 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2806 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2807 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2808 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2809                                  * and return without waiting upon it */
2810 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2811 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2812 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2813 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2814 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2815 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2816 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2817 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2818 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2819 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2820 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2821 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2822 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2823 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2824
2825 /*
2826  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2827  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2828  *
2829  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2830  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2831  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2832  *
2833  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2834  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2835  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2836  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2837  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2838  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2839  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2840  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2841  *
2842  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2843  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2844  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2845  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2846  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2847  *
2848  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2849  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2850  * FOLL_LONGTERM is specified.
2851  *
2852  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2853  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2854  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2855  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2856  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2857  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2858  * a call to unpin_user_page().
2859  *
2860  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2861  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2862  * its own acquire and release mechanisms:
2863  *
2864  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2865  *
2866  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2867  *
2868  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2869  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2870  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2871  * callers, not on the pages.)
2872  *
2873  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2874  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2875  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2876  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2877  *
2878  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2879  */
2880
2881 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2882 {
2883         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2884                 return -ENOMEM;
2885         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2886                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2887         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2888                 return -EFAULT;
2889         return 0;
2890 }
2891
2892 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2893 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2894                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2895 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2896                                    unsigned long address, unsigned long size,
2897                                    pte_fn_t fn, void *data);
2898
2899 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2900 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2901 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2902 #else
2903 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2904 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2905                                         int enable) { }
2906 #endif
2907
2908 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2909 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2910 #else
2911 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2912 #endif
2913 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2914 {
2915         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2916             !page_poisoning_enabled())
2917                 return true;
2918         return flags & __GFP_ZERO;
2919 }
2920
2921 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2922 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2923 #else
2924 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2925 #endif
2926 static inline bool want_init_on_free(void)
2927 {
2928         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2929                !page_poisoning_enabled();
2930 }
2931
2932 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2933 extern void init_debug_pagealloc(void);
2934 #else
2935 static inline void init_debug_pagealloc(void) {}
2936 #endif
2937 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2938 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2939
2940 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2941 {
2942         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2943                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2944 }
2945
2946 /*
2947  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2948  * false negative result is not harmful when called too early.
2949  */
2950 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2951 {
2952         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2953                 return false;
2954
2955         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2956 }
2957
2958 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2959 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2960
2961 /*
2962  * When called in DEBUG_PAGEALLOC context, the call should most likely be
2963  * guarded by debug_pagealloc_enabled() or debug_pagealloc_enabled_static()
2964  */
2965 static inline void
2966 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2967 {
2968         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2969 }
2970 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2971 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2972 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2973 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2974 static inline void
2975 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2976 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2977 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2978 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2979 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2980
2981 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2982 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2983 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2984 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2985 #else
2986 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2987 {
2988         return NULL;
2989 }
2990 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2991 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2992 {
2993         return 0;
2994 }
2995 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2996
2997 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2998
2999 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3000 extern int sysctl_drop_caches;
3001 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
3002                 loff_t *);
3003 #endif
3004
3005 void drop_slab(void);
3006 void drop_slab_node(int nid);
3007
3008 #ifndef CONFIG_MMU
3009 #define randomize_va_space 0
3010 #else
3011 extern int randomize_va_space;
3012 #endif
3013
3014 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
3015 #ifdef CONFIG_MMU
3016 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3017 #else
3018 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3019 {
3020 }
3021 #endif
3022
3023 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3024 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3025                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3026 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3027 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3028 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3029 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3030 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node,
3031                             struct vmem_altmap *altmap);
3032 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3033 struct vmem_altmap;
3034 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
3035                               struct vmem_altmap *altmap);
3036 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3037 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3038                                int node, struct vmem_altmap *altmap);
3039 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3040                 struct vmem_altmap *altmap);
3041 void vmemmap_populate_print_last(void);
3042 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3043 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3044                 struct vmem_altmap *altmap);
3045 #endif
3046 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3047                                   unsigned long nr_pages);
3048
3049 enum mf_flags {
3050         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3051         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3052         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3053         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3054 };
3055 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3056 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3057 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3058 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3059 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3060 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3061 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3062 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3063 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3064
3065
3066 /*
3067  * Error handlers for various types of pages.
3068  */
3069 enum mf_result {
3070         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3071         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3072         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3073         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3074 };
3075
3076 enum mf_action_page_type {
3077         MF_MSG_KERNEL,
3078         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3079         MF_MSG_SLAB,
3080         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3081         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3082         MF_MSG_HUGE,
3083         MF_MSG_FREE_HUGE,
3084         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3085         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3086         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3087         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3088         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3089         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3090         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3091         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3092         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3093         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3094         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3095         MF_MSG_BUDDY,
3096         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3097         MF_MSG_DAX,
3098         MF_MSG_UNSPLIT_THP,
3099         MF_MSG_UNKNOWN,
3100 };
3101
3102 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3103 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3104                             unsigned long addr_hint,
3105                             unsigned int pages_per_huge_page);
3106 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3107                                 unsigned long addr_hint,
3108                                 struct vm_area_struct *vma,
3109                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3110 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3111                                 const void __user *usr_src,
3112                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3113                                 bool allow_pagefault);
3114
3115 /**
3116  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3117  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3118  *
3119  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3120  * the definition in vm_normal_page().
3121  *
3122  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3123  * false otherwise.
3124  */
3125 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3126 {
3127         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3128                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3129 }
3130
3131 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3132
3133 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3134 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3135 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3136
3137 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3138 {
3139         return _debug_guardpage_minorder;
3140 }
3141
3142 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3143 {
3144         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3145 }
3146
3147 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3148 {
3149         if (!debug_guardpage_enabled())
3150                 return false;
3151
3152         return PageGuard(page);
3153 }
3154 #else
3155 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3156 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3157 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3158 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3159
3160 #if MAX_NUMNODES > 1
3161 void __init setup_nr_node_ids(void);
3162 #else
3163 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3164 #endif
3165
3166 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3167
3168 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3169 {
3170         return !memcmp_pages(page1, page2);
3171 }
3172
3173 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3174 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3175                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3176                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3177                                                 unsigned long *bitmap,
3178                                                 pgoff_t *start,
3179                                                 pgoff_t *end);
3180
3181 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3182                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3183 #endif
3184
3185 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3186
3187 /**
3188  * seal_check_future_write - Check for F_SEAL_FUTURE_WRITE flag and handle it
3189  * @seals: the seals to check
3190  * @vma: the vma to operate on
3191  *
3192  * Check whether F_SEAL_FUTURE_WRITE is set; if so, do proper check/handling on
3193  * the vma flags.  Return 0 if check pass, or <0 for errors.
3194  */
3195 static inline int seal_check_future_write(int seals, struct vm_area_struct *vma)
3196 {
3197         if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE) {
3198                 /*
3199                  * New PROT_WRITE and MAP_SHARED mmaps are not allowed when
3200                  * "future write" seal active.
3201                  */
3202                 if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
3203                         return -EPERM;
3204
3205                 /*
3206                  * Since an F_SEAL_FUTURE_WRITE sealed memfd can be mapped as
3207                  * MAP_SHARED and read-only, take care to not allow mprotect to
3208                  * revert protections on such mappings. Do this only for shared
3209                  * mappings. For private mappings, don't need to mask
3210                  * VM_MAYWRITE as we still want them to be COW-writable.
3211                  */
3212                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
3213                         vma->vm_flags &= ~(VM_MAYWRITE);
3214         }
3215
3216         return 0;
3217 }
3218
3219 #endif /* __KERNEL__ */
3220 #endif /* _LINUX_MM_H */