af0a09b89837f3e3149e910d6bd3451cc2eb5c88
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30 #include <linux/sched.h>
31
32 struct mempolicy;
33 struct anon_vma;
34 struct anon_vma_chain;
35 struct file_ra_state;
36 struct user_struct;
37 struct writeback_control;
38 struct bdi_writeback;
39
40 void init_mm_internals(void);
41
42 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
43 extern unsigned long max_mapnr;
44
45 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
46 {
47         max_mapnr = limit;
48 }
49 #else
50 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
51 #endif
52
53 extern atomic_long_t _totalram_pages;
54 static inline unsigned long totalram_pages(void)
55 {
56         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
57 }
58
59 static inline void totalram_pages_inc(void)
60 {
61         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
62 }
63
64 static inline void totalram_pages_dec(void)
65 {
66         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
67 }
68
69 static inline void totalram_pages_add(long count)
70 {
71         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
72 }
73
74 extern void * high_memory;
75 extern int page_cluster;
76
77 #ifdef CONFIG_SYSCTL
78 extern int sysctl_legacy_va_layout;
79 #else
80 #define sysctl_legacy_va_layout 0
81 #endif
82
83 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
84 extern const int mmap_rnd_bits_min;
85 extern const int mmap_rnd_bits_max;
86 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
87 #endif
88 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
89 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
90 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
91 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
92 #endif
93
94 #include <asm/page.h>
95 #include <linux/pgtable.h>
96 #include <asm/processor.h>
97
98 /*
99  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
100  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
101  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
102  * redefine this macro to strip tags from pointers.
103  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
104  */
105 #ifndef untagged_addr
106 #define untagged_addr(addr) (addr)
107 #endif
108
109 #ifndef __pa_symbol
110 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
111 #endif
112
113 #ifndef page_to_virt
114 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
115 #endif
116
117 #ifndef lm_alias
118 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
119 #endif
120
121 /*
122  * To prevent common memory management code establishing
123  * a zero page mapping on a read fault.
124  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
125  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
126  * related to the physical page in case of virtualization.
127  */
128 #ifndef mm_forbids_zeropage
129 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
130 #endif
131
132 /*
133  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
134  * If an architecture decides to implement their own version of
135  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
136  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
137  */
138 #if BITS_PER_LONG == 64
139 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
140  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
141  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
142  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
143  * this can result in several of the writes here being dropped.
144  */
145 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
146 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
147 {
148         unsigned long *_pp = (void *)page;
149
150          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
151         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
152         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
153         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
154
155         switch (sizeof(struct page)) {
156         case 80:
157                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
158         case 72:
159                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
162         case 56:
163                 _pp[6] = 0;
164                 _pp[5] = 0;
165                 _pp[4] = 0;
166                 _pp[3] = 0;
167                 _pp[2] = 0;
168                 _pp[1] = 0;
169                 _pp[0] = 0;
170         }
171 }
172 #else
173 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
174 #endif
175
176 /*
177  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
178  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
179  * problem.
180  *
181  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
182  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
183  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
184  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
185  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
186  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
187  *
188  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
189  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
190  * that.
191  */
192 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
193 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
194
195 extern int sysctl_max_map_count;
196
197 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
198 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
199
200 extern int sysctl_overcommit_memory;
201 extern int sysctl_overcommit_ratio;
202 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
203
204 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
205                 loff_t *);
206 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
207                 loff_t *);
208
209 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
210
211 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
212 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
213
214 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
215 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
216
217 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
218
219 /*
220  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
221  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
222  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
223  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
224  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
225  * mmap() functions).
226  */
227
228 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
229 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
230 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
231
232 #ifndef CONFIG_MMU
233 extern struct rb_root nommu_region_tree;
234 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
235
236 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
237 #endif
238
239 /*
240  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
241  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
242  */
243 #define VM_NONE         0x00000000
244
245 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
246 #define VM_WRITE        0x00000002
247 #define VM_EXEC         0x00000004
248 #define VM_SHARED       0x00000008
249
250 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
251 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
252 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
253 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
254 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
255
256 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
257 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
258 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
259 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
260 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
261
262 #define VM_LOCKED       0x00002000
263 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
264
265                                         /* Used by sys_madvise() */
266 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
267 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
268
269 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
270 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
271 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
272 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
273 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
274 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
275 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
276 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
277 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
278 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
279
280 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
281 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
282 #else
283 # define VM_SOFTDIRTY   0
284 #endif
285
286 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
287 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
288 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
289 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
290
291 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
292 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
293 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
294 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
295 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
296 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
297 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
298 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
299 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
300 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
301 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
302 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
303
304 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
305 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
306 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
307 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
308 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
309 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
310 #ifdef CONFIG_PPC
311 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
312 #else
313 # define VM_PKEY_BIT4  0
314 #endif
315 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
316
317 #if defined(CONFIG_X86)
318 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
319 #elif defined(CONFIG_PPC)
320 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
321 #elif defined(CONFIG_PARISC)
322 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
323 #elif defined(CONFIG_IA64)
324 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
325 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
326 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
327 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
328 #elif defined(CONFIG_ARM64)
329 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
330 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
331 #elif !defined(CONFIG_MMU)
332 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
333 #endif
334
335 #ifndef VM_GROWSUP
336 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
337 #endif
338
339 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
340 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
341
342 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
343
344 /* Common data flag combinations */
345 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
346                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
347 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
348                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
349 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
350                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
351
352 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
353 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
354 #endif
355
356 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
357 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
358 #endif
359
360 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
361 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
362 #else
363 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
364 #endif
365
366 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
367
368 /* VMA basic access permission flags */
369 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
370
371
372 /*
373  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
374  */
375 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
376
377 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
378 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
379
380 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
381 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
382
383 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
384 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
385
386 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
387 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
388 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
389 #endif
390 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
391
392 /*
393  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
394  * low four bits) to a page protection mask..
395  */
396 extern pgprot_t protection_map[16];
397
398 /**
399  * Fault flag definitions.
400  *
401  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
402  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
403  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
404  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_sem and wait when retrying.
405  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
406  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
407  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
408  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
409  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
410  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
411  *
412  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
413  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
414  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
415  *
416  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
417  *                              this is the first try
418  *
419  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
420  *                              we've already tried at least once
421  *
422  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
423  *
424  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
425  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
426  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
427  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
428  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
429  * interrupted if necessary.
430  */
431 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
432 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
433 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
434 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
435 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
436 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
437 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
438 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
439 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
440 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
441
442 /*
443  * The default fault flags that should be used by most of the
444  * arch-specific page fault handlers.
445  */
446 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
447                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
448                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
449
450 /**
451  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
452  *
453  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
454  * the mmap_sem for too long a time when waiting for another condition
455  * to change, in which case we can try to be polite to release the
456  * mmap_sem in the first round to avoid potential starvation of other
457  * processes that would also want the mmap_sem.
458  *
459  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
460  * attempt of the fault handling; false otherwise.
461  */
462 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
463 {
464         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
465             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
466 }
467
468 #define FAULT_FLAG_TRACE \
469         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
470         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
471         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
472         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
473         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
474         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
475         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
476         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
477         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
478         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
479
480 /*
481  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
482  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
483  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
484  *
485  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
486  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
487  *
488  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
489  */
490 struct vm_fault {
491         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
492         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
493         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
494         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
495         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
496         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
497                                          * the 'address' */
498         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
499                                          * the 'address'
500                                          */
501         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
502
503         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
504         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
505                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
506                                          * is set (which is also implied by
507                                          * VM_FAULT_ERROR).
508                                          */
509         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
510         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
511                                          * the 'address'. NULL if the page
512                                          * table hasn't been allocated.
513                                          */
514         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
515                                          * Protects pte page table if 'pte'
516                                          * is not NULL, otherwise pmd.
517                                          */
518         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
519                                          * vm_ops->map_pages() calls
520                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
521                                          * do_fault_around() pre-allocates
522                                          * page table to avoid allocation from
523                                          * atomic context.
524                                          */
525 };
526
527 /* page entry size for vm->huge_fault() */
528 enum page_entry_size {
529         PE_SIZE_PTE = 0,
530         PE_SIZE_PMD,
531         PE_SIZE_PUD,
532 };
533
534 /*
535  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
536  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
537  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
538  */
539 struct vm_operations_struct {
540         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
541         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
542         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
543         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
544         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
545         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
546                         enum page_entry_size pe_size);
547         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
548                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
549         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
550
551         /* notification that a previously read-only page is about to become
552          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
553         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
554
555         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
556         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
557
558         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
559          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
560          */
561         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
562                       void *buf, int len, int write);
563
564         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
565          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
566          * vma to be dumped unconditionally. */
567         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
568
569 #ifdef CONFIG_NUMA
570         /*
571          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
572          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
573          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
574          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
575          * mempolicy.
576          */
577         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
578
579         /*
580          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
581          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
582          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
583          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
584          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
585          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
586          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
587          * policy.
588          */
589         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
590                                         unsigned long addr);
591 #endif
592         /*
593          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
594          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
595          * (using pte_page()) would not find the correct page.
596          */
597         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
598                                           unsigned long addr);
599 };
600
601 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
602 {
603         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
604
605         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
606         vma->vm_mm = mm;
607         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
608         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
609 }
610
611 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
612 {
613         vma->vm_ops = NULL;
614 }
615
616 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
617 {
618         return !vma->vm_ops;
619 }
620
621 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
622 {
623         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
624
625         if (!maybe_stack)
626                 return false;
627
628         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
629                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
630                 return true;
631
632         return false;
633 }
634
635 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
636 {
637         if (!current->mm)
638                 return true;
639
640         if (current->mm != vma->vm_mm)
641                 return true;
642
643         return false;
644 }
645
646 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
647 {
648         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
649 }
650
651 #ifdef CONFIG_SHMEM
652 /*
653  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
654  * paths in userfault.
655  */
656 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
657 #else
658 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
659 #endif
660
661 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
662
663 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
664 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
665
666 struct mmu_gather;
667 struct inode;
668
669 /*
670  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
671  * files which need it (119 of them)
672  */
673 #include <linux/page-flags.h>
674 #include <linux/huge_mm.h>
675
676 /*
677  * Methods to modify the page usage count.
678  *
679  * What counts for a page usage:
680  * - cache mapping   (page->mapping)
681  * - private data    (page->private)
682  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
683  *   is counted separately
684  *
685  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
686  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
687  */
688
689 /*
690  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
691  */
692 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
693 {
694         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
695         return page_ref_dec_and_test(page);
696 }
697
698 /*
699  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
700  * that is the case.
701  * This can be called when MMU is off so it must not access
702  * any of the virtual mappings.
703  */
704 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
705 {
706         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
707 }
708
709 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
710
711 enum {
712         REGION_INTERSECTS,
713         REGION_DISJOINT,
714         REGION_MIXED,
715 };
716
717 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
718                       unsigned long desc);
719
720 /* Support for virtually mapped pages */
721 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
722 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
723
724 /*
725  * Determine if an address is within the vmalloc range
726  *
727  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
728  * is no special casing required.
729  */
730
731 #ifndef is_ioremap_addr
732 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
733 #endif
734
735 #ifdef CONFIG_MMU
736 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
737 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
738 #else
739 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
740 {
741         return false;
742 }
743 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
744 {
745         return 0;
746 }
747 #endif
748
749 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
750 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
751 {
752         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
753 }
754 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
755 {
756         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
757 }
758 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
759 {
760         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
761 }
762
763 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
764 {
765         size_t bytes;
766
767         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
768                 return NULL;
769
770         return kvmalloc(bytes, flags);
771 }
772
773 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
774 {
775         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
776 }
777
778 extern void kvfree(const void *addr);
779 extern void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len);
780
781 /*
782  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
783  *
784  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
785  */
786 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
787 {
788         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
789         page = compound_head(page);
790         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
791 }
792
793 /*
794  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
795  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
796  * and atomic_add_negative(-1).
797  */
798 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
799 {
800         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
801 }
802
803 int __page_mapcount(struct page *page);
804
805 /*
806  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
807  * compound_mapcount().
808  *
809  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
810  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
811  * They use this place in struct page differently.
812  */
813 static inline int page_mapcount(struct page *page)
814 {
815         if (unlikely(PageCompound(page)))
816                 return __page_mapcount(page);
817         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
818 }
819
820 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
821 int total_mapcount(struct page *page);
822 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
823 #else
824 static inline int total_mapcount(struct page *page)
825 {
826         return page_mapcount(page);
827 }
828 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
829                                            int *total_mapcount)
830 {
831         int mapcount = page_mapcount(page);
832         if (total_mapcount)
833                 *total_mapcount = mapcount;
834         return mapcount;
835 }
836 #endif
837
838 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
839 {
840         struct page *page = virt_to_page(x);
841
842         return compound_head(page);
843 }
844
845 void __put_page(struct page *page);
846
847 void put_pages_list(struct list_head *pages);
848
849 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
850
851 /*
852  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
853  * prototype for that function and accessor functions.
854  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
855  */
856 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
857
858 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
859 enum compound_dtor_id {
860         NULL_COMPOUND_DTOR,
861         COMPOUND_PAGE_DTOR,
862 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
863         HUGETLB_PAGE_DTOR,
864 #endif
865 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
866         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
867 #endif
868         NR_COMPOUND_DTORS,
869 };
870 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
871
872 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
873                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
874 {
875         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
876         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
877 }
878
879 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
880 {
881         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
882         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
883 }
884
885 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
886 {
887         if (!PageHead(page))
888                 return 0;
889         return page[1].compound_order;
890 }
891
892 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
893 {
894         /*
895          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
896          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
897          * pages cannot support it.
898          */
899         page = compound_head(page);
900         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
901 }
902
903 static inline int compound_pincount(struct page *page)
904 {
905         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
906         page = compound_head(page);
907         return atomic_read(compound_pincount_ptr(page));
908 }
909
910 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
911 {
912         page[1].compound_order = order;
913 }
914
915 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
916 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
917 {
918         return 1UL << compound_order(page);
919 }
920
921 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
922 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
923 {
924         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
925 }
926
927 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
928 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
929 {
930         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
931 }
932
933 void free_compound_page(struct page *page);
934
935 #ifdef CONFIG_MMU
936 /*
937  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
938  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
939  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
940  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
941  */
942 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
943 {
944         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
945                 pte = pte_mkwrite(pte);
946         return pte;
947 }
948
949 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
950 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
951 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
952 #endif
953
954 /*
955  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
956  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
957  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
958  * only one copy in memory, at most, normally.
959  *
960  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
961  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
962  *   freelist management in the buddy allocator.
963  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
964  *
965  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
966  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
967  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
968  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
969  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
970  *
971  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
972  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
973  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
974  * and page->virtual store page management information, but all other fields
975  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
976  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
977  * subsequently been given references to it.
978  *
979  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
980  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
981  * The following discussion applies only to them.
982  *
983  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
984  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
985  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
986  * into the filesystem to release these pages.
987  *
988  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
989  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
990  * in units of PAGE_SIZE.
991  *
992  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
993  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
994  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
995  *
996  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
997  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
998  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
999  *
1000  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1001  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1002  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1003  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1004  *
1005  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1006  * - inode pages may need to be read from disk,
1007  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1008  *   to be written back to the inode on disk,
1009  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1010  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1011  *   back into memory.
1012  */
1013
1014 /*
1015  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1016  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1017  */
1018
1019 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1020 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1021 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1022 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1023 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1024 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1025
1026 /*
1027  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1028  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1029  * the compiler will optimise away reference to them.
1030  */
1031 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1032 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1033 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1034 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1035 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1036
1037 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1038 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1039 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1040 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1041                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1042 #else
1043 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1044 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1045                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1046 #endif
1047
1048 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1049
1050 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1051 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1052 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1053 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1054 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1055 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1056
1057 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1058 {
1059         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1060 }
1061
1062 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1063 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1064 {
1065         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1066 }
1067 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1068                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1069 #else
1070 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1071 {
1072         return false;
1073 }
1074 #endif
1075
1076 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1077 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1078 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1079
1080 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1081 {
1082         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1083                 return false;
1084         if (!is_zone_device_page(page))
1085                 return false;
1086         switch (page->pgmap->type) {
1087         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1088         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1089                 return true;
1090         default:
1091                 break;
1092         }
1093         return false;
1094 }
1095
1096 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1097
1098 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1099 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1100 {
1101         return false;
1102 }
1103
1104 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1105 {
1106 }
1107 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1108
1109 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1110 {
1111         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1112                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1113                 is_zone_device_page(page) &&
1114                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1115 }
1116
1117 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1118 {
1119         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1120                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1121                 is_zone_device_page(page) &&
1122                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1123 }
1124
1125 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1126 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1127         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1128
1129 static inline void get_page(struct page *page)
1130 {
1131         page = compound_head(page);
1132         /*
1133          * Getting a normal page or the head of a compound page
1134          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1135          */
1136         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1137         page_ref_inc(page);
1138 }
1139
1140 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1141
1142 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1143 {
1144         page = compound_head(page);
1145         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1146                 return false;
1147         page_ref_inc(page);
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static inline void put_page(struct page *page)
1152 {
1153         page = compound_head(page);
1154
1155         /*
1156          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1157          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1158          * need to inform the device driver through callback. See
1159          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1160          */
1161         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1162                 put_devmap_managed_page(page);
1163                 return;
1164         }
1165
1166         if (put_page_testzero(page))
1167                 __put_page(page);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1172  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1173  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1174  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1175  *
1176  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1177  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1178  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1179  *
1180  * Choice of value:
1181  *
1182  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1183  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1184  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1185  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1186  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1187  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1188  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1189  *
1190  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1191  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1192  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1193  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1194  * issue.
1195  *
1196  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1197  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1198  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1199  * table entries.
1200  */
1201 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1202
1203 void unpin_user_page(struct page *page);
1204 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1205                                  bool make_dirty);
1206 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1207
1208 /**
1209  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1210  *
1211  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1212  * pin_user_pages*().
1213  *
1214  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1215  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1216  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1217  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1218  *
1219  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1220  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1221  * deal gracefully with a false positive.
1222  *
1223  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1224  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1225  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1226  * scheme).
1227  *
1228  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1229  *
1230  * @page:       pointer to page to be queried.
1231  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1232  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1233  */
1234 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1235 {
1236         if (hpage_pincount_available(page))
1237                 return compound_pincount(page) > 0;
1238
1239         /*
1240          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1241          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1242          * further incrementing the refcount.
1243          *
1244          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1245          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1246          */
1247         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1248                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1249 }
1250
1251 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1252 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1253 #endif
1254
1255 /*
1256  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1257  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1258  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1259  * node id available in page flags.
1260  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1261  * pages in a zone.
1262  */
1263 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1264 {
1265         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1266 }
1267
1268 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1269 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1270 #else
1271 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1272 {
1273         struct page *p = (struct page *)page;
1274
1275         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1276 }
1277 #endif
1278
1279 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1280 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1281 {
1282         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1283 }
1284
1285 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1286 {
1287         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1288 }
1289
1290 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1291 {
1292         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1293 }
1294
1295 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1296 {
1297         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1298 }
1299
1300 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1301 {
1302         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1303 }
1304
1305 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1306 {
1307         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1308 }
1309
1310 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1311 {
1312         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1313 }
1314
1315 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1316 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1317 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1318 {
1319         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1320 }
1321
1322 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1323 {
1324         return page->_last_cpupid;
1325 }
1326 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1327 {
1328         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1329 }
1330 #else
1331 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1332 {
1333         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1334 }
1335
1336 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1337
1338 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1339 {
1340         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1341 }
1342 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1343 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1344 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1345 {
1346         return page_to_nid(page); /* XXX */
1347 }
1348
1349 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1350 {
1351         return page_to_nid(page); /* XXX */
1352 }
1353
1354 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1355 {
1356         return -1;
1357 }
1358
1359 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1360 {
1361         return -1;
1362 }
1363
1364 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1365 {
1366         return -1;
1367 }
1368
1369 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1370 {
1371         return -1;
1372 }
1373
1374 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1375 {
1376         return true;
1377 }
1378
1379 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1380 {
1381 }
1382
1383 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1384 {
1385         return false;
1386 }
1387 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1388
1389 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1390 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1391 {
1392         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1393 }
1394
1395 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1396 {
1397         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1398         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1399 }
1400
1401 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1402 {
1403         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1404 }
1405 #else
1406 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1407 {
1408         return 0xff;
1409 }
1410
1411 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1412 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1413 #endif
1414
1415 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1416 {
1417         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1418 }
1419
1420 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1421 {
1422         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1423 }
1424
1425 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1426 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1427 {
1428         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1429         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1430 }
1431
1432 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1433 {
1434         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1435 }
1436 #endif
1437
1438 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1439 {
1440         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1441         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1442 }
1443
1444 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1445 {
1446         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1447         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1448 }
1449
1450 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1451         unsigned long node, unsigned long pfn)
1452 {
1453         set_page_zone(page, zone);
1454         set_page_node(page, node);
1455 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1456         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1457 #endif
1458 }
1459
1460 #ifdef CONFIG_MEMCG
1461 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1462 {
1463         return page->mem_cgroup;
1464 }
1465 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1466 {
1467         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1468         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1469 }
1470 #else
1471 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1472 {
1473         return NULL;
1474 }
1475 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1476 {
1477         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1478         return NULL;
1479 }
1480 #endif
1481
1482 /*
1483  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1484  */
1485 #include <linux/vmstat.h>
1486
1487 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1488 {
1489         return page_to_virt(page);
1490 }
1491
1492 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1493 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1494 #endif
1495
1496 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1497 static inline void *page_address(const struct page *page)
1498 {
1499         return page->virtual;
1500 }
1501 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1502 {
1503         page->virtual = address;
1504 }
1505 #define page_address_init()  do { } while(0)
1506 #endif
1507
1508 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1509 void *page_address(const struct page *page);
1510 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1511 void page_address_init(void);
1512 #endif
1513
1514 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1515 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1516 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1517 #define page_address_init()  do { } while(0)
1518 #endif
1519
1520 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1521 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1522 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1523
1524 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1525
1526 static inline
1527 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1528 {
1529         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1530                 return __page_file_mapping(page);
1531
1532         return page->mapping;
1533 }
1534
1535 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1536
1537 /*
1538  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1539  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1540  */
1541 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1542 {
1543         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1544                 return __page_file_index(page);
1545         return page->index;
1546 }
1547
1548 bool page_mapped(struct page *page);
1549 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1550 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1551
1552 /*
1553  * Return true only if the page has been allocated with
1554  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1555  * met implying that the system is under some pressure.
1556  */
1557 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1558 {
1559         /*
1560          * Page index cannot be this large so this must be
1561          * a pfmemalloc page.
1562          */
1563         return page->index == -1UL;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1568  * page.
1569  */
1570 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1571 {
1572         page->index = -1UL;
1573 }
1574
1575 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1576 {
1577         page->index = 0;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1582  */
1583 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1584
1585 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1586
1587 /*
1588  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1589  * various contexts.
1590  */
1591 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1592
1593 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1594
1595 #ifdef CONFIG_MMU
1596 extern bool can_do_mlock(void);
1597 #else
1598 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1599 #endif
1600 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1601 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1602
1603 /*
1604  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1605  */
1606 struct zap_details {
1607         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1608         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1609         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1610 };
1611
1612 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1613                              pte_t pte);
1614 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1615                                 pmd_t pmd);
1616
1617 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1618                   unsigned long size);
1619 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1620                     unsigned long size);
1621 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1622                 unsigned long start, unsigned long end);
1623
1624 struct mmu_notifier_range;
1625
1626 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1627                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1628 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1629                         struct vm_area_struct *vma);
1630 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1631                    struct mmu_notifier_range *range,
1632                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1633 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1634         unsigned long *pfn);
1635 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1636                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1637 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1638                         void *buf, int len, int write);
1639
1640 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1641 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1642 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1643 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1644 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1645 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1646 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1647
1648 #ifdef CONFIG_MMU
1649 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1650                         unsigned long address, unsigned int flags);
1651 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1652                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1653                             bool *unlocked);
1654 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1655                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1656 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1657                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1658 #else
1659 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1660                 unsigned long address, unsigned int flags)
1661 {
1662         /* should never happen if there's no MMU */
1663         BUG();
1664         return VM_FAULT_SIGBUS;
1665 }
1666 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1667                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1668                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1669 {
1670         /* should never happen if there's no MMU */
1671         BUG();
1672         return -EFAULT;
1673 }
1674 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1675                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1676 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1677                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1678 #endif
1679
1680 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1681                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1682 {
1683         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1684 }
1685
1686 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1687                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1688 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1689                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1690 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1691                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1692
1693 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1694                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1695                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1696                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1697 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1698                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1699                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1700                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1701 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1702                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1703                             struct vm_area_struct **vmas);
1704 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1705                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1706                     struct vm_area_struct **vmas);
1707 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1708                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1709 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1710                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1711 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1712                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1713 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1714                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1715
1716 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1717                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1718 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1719                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1720
1721 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1722 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1723                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1724
1725 /* Container for pinned pfns / pages */
1726 struct frame_vector {
1727         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1728         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1729         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1730         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1731         void *ptrs[];           /* Array of pinned pfns / pages. Use
1732                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1733                                  * for access */
1734 };
1735
1736 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1737 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1738 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1739                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1740 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1741 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1742 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1743
1744 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1745 {
1746         return vec->nr_frames;
1747 }
1748
1749 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1750 {
1751         if (vec->is_pfns) {
1752                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1753
1754                 if (err)
1755                         return ERR_PTR(err);
1756         }
1757         return (struct page **)(vec->ptrs);
1758 }
1759
1760 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1761 {
1762         if (!vec->is_pfns)
1763                 frame_vector_to_pfns(vec);
1764         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1765 }
1766
1767 struct kvec;
1768 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1769                         struct page **pages);
1770 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1771 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1772
1773 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1774 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1775                               unsigned int length);
1776
1777 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1778 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1779 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1780 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1781                                 struct page *page);
1782 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1783 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1784                           struct bdi_writeback *wb);
1785 int set_page_dirty(struct page *page);
1786 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1787 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1788 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1789 {
1790         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1791         if (PageDirty(page))
1792                 __cancel_dirty_page(page);
1793 }
1794 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1795
1796 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1797
1798 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1799                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1800                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1801                 bool need_rmap_locks);
1802
1803 /*
1804  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1805  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1806  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1807  * time.
1808  */
1809 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1810 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1811 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1812 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1813 /* Whether this change is for write protecting */
1814 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1815 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1816 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1817                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1818
1819 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1820                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1821                               unsigned long cp_flags);
1822 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1823                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1824                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1825
1826 /*
1827  * doesn't attempt to fault and will return short.
1828  */
1829 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1830                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1831 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1832                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1833
1834 static inline bool get_user_page_fast_only(unsigned long addr,
1835                         unsigned int gup_flags, struct page **pagep)
1836 {
1837         return get_user_pages_fast_only(addr, 1, gup_flags, pagep) == 1;
1838 }
1839 /*
1840  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1841  */
1842 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1843 {
1844         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1845
1846 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1847         /*
1848          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1849          * But it's never be expected number for users.
1850          */
1851         if (val < 0)
1852                 val = 0;
1853 #endif
1854         return (unsigned long)val;
1855 }
1856
1857 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1858
1859 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1860 {
1861         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1862
1863         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1864 }
1865
1866 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1867 {
1868         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1869
1870         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1871 }
1872
1873 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1874 {
1875         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1876
1877         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1878 }
1879
1880 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1881 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1882 {
1883         if (PageSwapBacked(page))
1884                 return MM_SHMEMPAGES;
1885         return MM_FILEPAGES;
1886 }
1887
1888 static inline int mm_counter(struct page *page)
1889 {
1890         if (PageAnon(page))
1891                 return MM_ANONPAGES;
1892         return mm_counter_file(page);
1893 }
1894
1895 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1896 {
1897         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1898                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1899                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1900 }
1901
1902 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1903 {
1904         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1905 }
1906
1907 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1908 {
1909         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1910 }
1911
1912 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1913 {
1914         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1915
1916         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1917                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1918 }
1919
1920 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1921 {
1922         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1923                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1924 }
1925
1926 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1927 {
1928         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1929 }
1930
1931 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1932                                          struct mm_struct *mm)
1933 {
1934         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1935
1936         if (*maxrss < hiwater_rss)
1937                 *maxrss = hiwater_rss;
1938 }
1939
1940 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1941 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1942 #else
1943 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1944 {
1945 }
1946 #endif
1947
1948 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1949 static inline int pte_special(pte_t pte)
1950 {
1951         return 0;
1952 }
1953
1954 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1955 {
1956         return pte;
1957 }
1958 #endif
1959
1960 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1961 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1962 {
1963         return 0;
1964 }
1965 #endif
1966
1967 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1968
1969 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1970                                spinlock_t **ptl);
1971 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1972                                     spinlock_t **ptl)
1973 {
1974         pte_t *ptep;
1975         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1976         return ptep;
1977 }
1978
1979 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1980 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1981                                                 unsigned long address)
1982 {
1983         return 0;
1984 }
1985 #else
1986 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1987 #endif
1988
1989 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1990 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1991                                                 unsigned long address)
1992 {
1993         return 0;
1994 }
1995 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1996 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1997
1998 #else
1999 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
2000
2001 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2002 {
2003         if (mm_pud_folded(mm))
2004                 return;
2005         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2006 }
2007
2008 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2009 {
2010         if (mm_pud_folded(mm))
2011                 return;
2012         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2013 }
2014 #endif
2015
2016 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2017 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2018                                                 unsigned long address)
2019 {
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2024 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2025
2026 #else
2027 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2028
2029 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2030 {
2031         if (mm_pmd_folded(mm))
2032                 return;
2033         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2034 }
2035
2036 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2037 {
2038         if (mm_pmd_folded(mm))
2039                 return;
2040         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2041 }
2042 #endif
2043
2044 #ifdef CONFIG_MMU
2045 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2046 {
2047         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2048 }
2049
2050 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2051 {
2052         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2053 }
2054
2055 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2056 {
2057         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2058 }
2059
2060 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2061 {
2062         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2063 }
2064 #else
2065
2066 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2067 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2068 {
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2073 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2074 #endif
2075
2076 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2077 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2078
2079 #if defined(CONFIG_MMU)
2080
2081 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2082                 unsigned long address)
2083 {
2084         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2085                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2086 }
2087
2088 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2089                 unsigned long address)
2090 {
2091         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2092                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2093 }
2094
2095 static inline p4d_t *p4d_alloc_track(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2096                                      unsigned long address,
2097                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2098
2099 {
2100         if (unlikely(pgd_none(*pgd))) {
2101                 if (__p4d_alloc(mm, pgd, address))
2102                         return NULL;
2103                 *mod_mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
2104         }
2105
2106         return p4d_offset(pgd, address);
2107 }
2108
2109 static inline pud_t *pud_alloc_track(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2110                                      unsigned long address,
2111                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2112 {
2113         if (unlikely(p4d_none(*p4d))) {
2114                 if (__pud_alloc(mm, p4d, address))
2115                         return NULL;
2116                 *mod_mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
2117         }
2118
2119         return pud_offset(p4d, address);
2120 }
2121
2122 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2123 {
2124         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2125                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2126 }
2127
2128 static inline pmd_t *pmd_alloc_track(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2129                                      unsigned long address,
2130                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2131 {
2132         if (unlikely(pud_none(*pud))) {
2133                 if (__pmd_alloc(mm, pud, address))
2134                         return NULL;
2135                 *mod_mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
2136         }
2137
2138         return pmd_offset(pud, address);
2139 }
2140 #endif /* CONFIG_MMU */
2141
2142 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2143 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2144 void __init ptlock_cache_init(void);
2145 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2146 extern void ptlock_free(struct page *page);
2147
2148 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2149 {
2150         return page->ptl;
2151 }
2152 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2153 static inline void ptlock_cache_init(void)
2154 {
2155 }
2156
2157 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2158 {
2159         return true;
2160 }
2161
2162 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2163 {
2164 }
2165
2166 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2167 {
2168         return &page->ptl;
2169 }
2170 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2171
2172 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2173 {
2174         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2175 }
2176
2177 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2178 {
2179         /*
2180          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2181          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2182          *
2183          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2184          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2185          */
2186         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2187         if (!ptlock_alloc(page))
2188                 return false;
2189         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2190         return true;
2191 }
2192
2193 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2194 /*
2195  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2196  */
2197 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2198 {
2199         return &mm->page_table_lock;
2200 }
2201 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2202 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2203 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2204 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2205
2206 static inline void pgtable_init(void)
2207 {
2208         ptlock_cache_init();
2209         pgtable_cache_init();
2210 }
2211
2212 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2213 {
2214         if (!ptlock_init(page))
2215                 return false;
2216         __SetPageTable(page);
2217         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2218         return true;
2219 }
2220
2221 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2222 {
2223         ptlock_free(page);
2224         __ClearPageTable(page);
2225         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2226 }
2227
2228 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2229 ({                                                      \
2230         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2231         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2232         *(ptlp) = __ptl;                                \
2233         spin_lock(__ptl);                               \
2234         __pte;                                          \
2235 })
2236
2237 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2238         spin_unlock(ptl);                               \
2239         pte_unmap(pte);                                 \
2240 } while (0)
2241
2242 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2243
2244 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2245         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2246
2247 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2248         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2249                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2250
2251 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2252         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2253                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2254
2255 #define pte_alloc_kernel_track(pmd, address, mask)                      \
2256         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) &&                                 \
2257           (__pte_alloc_kernel(pmd) || ({*(mask)|=PGTBL_PMD_MODIFIED;0;})))?\
2258                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2259
2260 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2261
2262 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2263 {
2264         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2265         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2266 }
2267
2268 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2269 {
2270         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2271 }
2272
2273 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2274 {
2275 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2276         page->pmd_huge_pte = NULL;
2277 #endif
2278         return ptlock_init(page);
2279 }
2280
2281 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2282 {
2283 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2284         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2285 #endif
2286         ptlock_free(page);
2287 }
2288
2289 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2290
2291 #else
2292
2293 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2294 {
2295         return &mm->page_table_lock;
2296 }
2297
2298 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2299 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2300
2301 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2302
2303 #endif
2304
2305 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2306 {
2307         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2308         spin_lock(ptl);
2309         return ptl;
2310 }
2311
2312 /*
2313  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2314  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2315  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2316  * which need to be converted from page_table_lock.
2317  */
2318 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2319 {
2320         return &mm->page_table_lock;
2321 }
2322
2323 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2324 {
2325         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2326
2327         spin_lock(ptl);
2328         return ptl;
2329 }
2330
2331 extern void __init pagecache_init(void);
2332 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2333 extern void free_initmem(void);
2334
2335 /*
2336  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2337  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2338  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2339  * Return pages freed into the buddy system.
2340  */
2341 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2342                                         int poison, const char *s);
2343
2344 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2345 /*
2346  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2347  * and totalram_pages.
2348  */
2349 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2350 #endif
2351
2352 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2353 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2354
2355 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2356
2357 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2358 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2359 {
2360         ClearPageReserved(page);
2361         init_page_count(page);
2362         __free_page(page);
2363 }
2364
2365 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2366 {
2367         __free_reserved_page(page);
2368         adjust_managed_page_count(page, 1);
2369 }
2370
2371 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2372 {
2373         SetPageReserved(page);
2374         adjust_managed_page_count(page, -1);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2379  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2380  * range [0, UCHAR_MAX].
2381  * Return pages freed into the buddy system.
2382  */
2383 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2384 {
2385         extern char __init_begin[], __init_end[];
2386
2387         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2388                                   poison, "unused kernel");
2389 }
2390
2391 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2392 {
2393         int nid;
2394         unsigned long phys_pages = 0;
2395
2396         for_each_online_node(nid)
2397                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2398
2399         return phys_pages;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2404  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2405  * architecture independent manner.
2406  *
2407  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2408  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2409  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2410  * usage, an architecture is expected to do something like
2411  *
2412  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2413  *                                                       max_highmem_pfn};
2414  * for_each_valid_physical_page_range()
2415  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2416  * free_area_init(max_zone_pfns);
2417  *
2418  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2419  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2420  */
2421 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2422 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2423 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2424                                                 unsigned long end_pfn);
2425 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2426                                                 unsigned long end_pfn);
2427 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2428                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2429 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2430 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2431
2432 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2433 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2434 {
2435         return 0;
2436 }
2437 #else
2438 /* please see mm/page_alloc.c */
2439 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2440 /* there is a per-arch backend function. */
2441 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2442                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2443 #endif
2444
2445 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2446 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2447                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2448 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2449 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2450 extern void mem_init(void);
2451 extern void __init mmap_init(void);
2452 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2453 extern long si_mem_available(void);
2454 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2455 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2456 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2457 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2458 #endif
2459
2460 extern __printf(3, 4)
2461 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2462
2463 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2464
2465 /* page_alloc.c */
2466 extern int min_free_kbytes;
2467 extern int watermark_boost_factor;
2468 extern int watermark_scale_factor;
2469 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2470
2471 /* nommu.c */
2472 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2473 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2474
2475 /* interval_tree.c */
2476 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2477                               struct rb_root_cached *root);
2478 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2479                                     struct vm_area_struct *prev,
2480                                     struct rb_root_cached *root);
2481 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2482                               struct rb_root_cached *root);
2483 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2484                                 unsigned long start, unsigned long last);
2485 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2486                                 unsigned long start, unsigned long last);
2487
2488 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2489         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2490              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2491
2492 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2493                                    struct rb_root_cached *root);
2494 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2495                                    struct rb_root_cached *root);
2496 struct anon_vma_chain *
2497 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2498                                   unsigned long start, unsigned long last);
2499 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2500         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2501 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2502 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2503 #endif
2504
2505 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2506         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2507              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2508
2509 /* mmap.c */
2510 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2511 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2512         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2513         struct vm_area_struct *expand);
2514 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2515         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2516 {
2517         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2518 }
2519 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2520         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2521         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2522         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2523 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2524 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2525         unsigned long addr, int new_below);
2526 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2527         unsigned long addr, int new_below);
2528 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2529 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2530         struct rb_node **, struct rb_node *);
2531 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2532 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2533         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2534         bool *need_rmap_locks);
2535 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2536
2537 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2538                                     unsigned long new,
2539                                     unsigned long start,
2540                                     unsigned long end_data,
2541                                     unsigned long start_data)
2542 {
2543         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2544                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2545                         return -ENOSPC;
2546         }
2547
2548         return 0;
2549 }
2550
2551 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2552 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2553
2554 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2555 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2556 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2557
2558 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2559 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2560
2561 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2562                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2563 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2564                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2565                                    unsigned long flags,
2566                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2567 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2568 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2569                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2570                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2571
2572 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2573
2574 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2575
2576 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2577         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2578         struct list_head *uf);
2579 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2580         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2581         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2582         struct list_head *uf);
2583 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2584                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2585 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2586                      struct list_head *uf);
2587 extern int do_madvise(unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2588
2589 static inline unsigned long
2590 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2591         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2592         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2593         struct list_head *uf)
2594 {
2595         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2596 }
2597
2598 #ifdef CONFIG_MMU
2599 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2600                          int ignore_errors);
2601 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2602 {
2603         /* Ignore errors */
2604         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2605 }
2606 #else
2607 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2608 #endif
2609
2610 /* These take the mm semaphore themselves */
2611 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2612 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2613 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2614 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2615         unsigned long, unsigned long,
2616         unsigned long, unsigned long);
2617
2618 struct vm_unmapped_area_info {
2619 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2620         unsigned long flags;
2621         unsigned long length;
2622         unsigned long low_limit;
2623         unsigned long high_limit;
2624         unsigned long align_mask;
2625         unsigned long align_offset;
2626 };
2627
2628 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2629
2630 /* truncate.c */
2631 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2632 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2633                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2634 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2635
2636 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2637 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2638 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2639                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2640 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2641
2642 /* mm/page-writeback.c */
2643 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2644 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2645
2646 extern unsigned long stack_guard_gap;
2647 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2648 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2649
2650 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2651 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2652                 unsigned long address);
2653 #if VM_GROWSUP
2654 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2655 #else
2656   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2657 #endif
2658
2659 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2660 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2661 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2662                                              struct vm_area_struct **pprev);
2663
2664 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2665    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2666 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2667 {
2668         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2669
2670         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2671                 vma = NULL;
2672         return vma;
2673 }
2674
2675 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2676 {
2677         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2678
2679         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2680                 vm_start -= stack_guard_gap;
2681                 if (vm_start > vma->vm_start)
2682                         vm_start = 0;
2683         }
2684         return vm_start;
2685 }
2686
2687 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2688 {
2689         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2690
2691         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2692                 vm_end += stack_guard_gap;
2693                 if (vm_end < vma->vm_end)
2694                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2695         }
2696         return vm_end;
2697 }
2698
2699 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2700 {
2701         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2702 }
2703
2704 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2705 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2706                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2707 {
2708         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2709
2710         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2711                 vma = NULL;
2712
2713         return vma;
2714 }
2715
2716 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2717                                 unsigned long start, unsigned long end)
2718 {
2719         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2720 }
2721
2722 #ifdef CONFIG_MMU
2723 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2724 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2725 #else
2726 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2727 {
2728         return __pgprot(0);
2729 }
2730 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2731 {
2732         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2733 }
2734 #endif
2735
2736 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2737 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2738                         unsigned long start, unsigned long end);
2739 #endif
2740
2741 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2742 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2743                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2744 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2745 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2746                         struct page **pages, unsigned long *num);
2747 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2748                                 unsigned long num);
2749 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2750                                 unsigned long num);
2751 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2752                         unsigned long pfn);
2753 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2754                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2755 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2756                         pfn_t pfn);
2757 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2758                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2759 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2760                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2761 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2762
2763 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2764                                 unsigned long addr, struct page *page)
2765 {
2766         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2767
2768         if (err == -ENOMEM)
2769                 return VM_FAULT_OOM;
2770         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2771                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2772
2773         return VM_FAULT_NOPAGE;
2774 }
2775
2776 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2777 {
2778         if (err == -ENOMEM)
2779                 return VM_FAULT_OOM;
2780         return VM_FAULT_SIGBUS;
2781 }
2782
2783 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2784                          unsigned int foll_flags);
2785
2786 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2787 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2788 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2789 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2790 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2791 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2792                                  * and return without waiting upon it */
2793 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2794 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2795 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2796 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2797 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2798 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2799 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2800 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2801 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2802 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2803 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2804 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2805 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2806 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2807
2808 /*
2809  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2810  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2811  *
2812  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2813  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2814  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2815  *
2816  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2817  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2818  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2819  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2820  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2821  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2822  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2823  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2824  *
2825  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2826  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2827  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2828  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2829  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2830  *
2831  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2832  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2833  * FOLL_LONGTERM is specified.
2834  *
2835  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2836  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2837  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2838  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2839  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2840  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2841  * a call to unpin_user_page().
2842  *
2843  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2844  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2845  * its own acquire and release mechanisms:
2846  *
2847  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2848  *
2849  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2850  *
2851  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2852  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2853  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2854  * callers, not on the pages.)
2855  *
2856  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2857  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2858  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2859  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2860  *
2861  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2862  */
2863
2864 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2865 {
2866         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2867                 return -ENOMEM;
2868         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2869                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2870         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2871                 return -EFAULT;
2872         return 0;
2873 }
2874
2875 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2876 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2877                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2878 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2879                                    unsigned long address, unsigned long size,
2880                                    pte_fn_t fn, void *data);
2881
2882 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2883 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2884 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2885 #else
2886 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2887 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2888                                         int enable) { }
2889 #endif
2890
2891 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2892 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2893 #else
2894 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2895 #endif
2896 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2897 {
2898         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2899             !page_poisoning_enabled())
2900                 return true;
2901         return flags & __GFP_ZERO;
2902 }
2903
2904 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2905 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2906 #else
2907 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2908 #endif
2909 static inline bool want_init_on_free(void)
2910 {
2911         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2912                !page_poisoning_enabled();
2913 }
2914
2915 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2916 extern void init_debug_pagealloc(void);
2917 #else
2918 static inline void init_debug_pagealloc(void) {}
2919 #endif
2920 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2921 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2922
2923 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2924 {
2925         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2926                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2927 }
2928
2929 /*
2930  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2931  * false negative result is not harmful when called too early.
2932  */
2933 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2934 {
2935         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2936                 return false;
2937
2938         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2939 }
2940
2941 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2942 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2943
2944 /*
2945  * When called in DEBUG_PAGEALLOC context, the call should most likely be
2946  * guarded by debug_pagealloc_enabled() or debug_pagealloc_enabled_static()
2947  */
2948 static inline void
2949 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2950 {
2951         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2952 }
2953 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2954 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2955 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2956 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2957 static inline void
2958 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2959 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2960 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2961 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2962 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2963
2964 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2965 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2966 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2967 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2968 #else
2969 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2970 {
2971         return NULL;
2972 }
2973 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2974 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2975 {
2976         return 0;
2977 }
2978 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2979
2980 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2981
2982 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2983 extern int sysctl_drop_caches;
2984 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, void *, size_t *,
2985                 loff_t *);
2986 #endif
2987
2988 void drop_slab(void);
2989 void drop_slab_node(int nid);
2990
2991 #ifndef CONFIG_MMU
2992 #define randomize_va_space 0
2993 #else
2994 extern int randomize_va_space;
2995 #endif
2996
2997 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2998 #ifdef CONFIG_MMU
2999 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
3000 #else
3001 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3002 {
3003 }
3004 #endif
3005
3006 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3007 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3008                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3009 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3010 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3011 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3012 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3013 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
3014 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3015 struct vmem_altmap;
3016 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
3017 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
3018 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3019 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3020                                int node);
3021 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3022                 struct vmem_altmap *altmap);
3023 void vmemmap_populate_print_last(void);
3024 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3025 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3026                 struct vmem_altmap *altmap);
3027 #endif
3028 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3029                                   unsigned long nr_pages);
3030
3031 enum mf_flags {
3032         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3033         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3034         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3035         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3036 };
3037 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3038 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3039 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3040 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3041 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
3042 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
3043 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3044 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3045 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3046 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3047 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3048
3049
3050 /*
3051  * Error handlers for various types of pages.
3052  */
3053 enum mf_result {
3054         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3055         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3056         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3057         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3058 };
3059
3060 enum mf_action_page_type {
3061         MF_MSG_KERNEL,
3062         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3063         MF_MSG_SLAB,
3064         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3065         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3066         MF_MSG_HUGE,
3067         MF_MSG_FREE_HUGE,
3068         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3069         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3070         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3071         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3072         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3073         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3074         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3075         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3076         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3077         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3078         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3079         MF_MSG_BUDDY,
3080         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3081         MF_MSG_DAX,
3082         MF_MSG_UNKNOWN,
3083 };
3084
3085 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3086 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3087                             unsigned long addr_hint,
3088                             unsigned int pages_per_huge_page);
3089 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3090                                 unsigned long addr_hint,
3091                                 struct vm_area_struct *vma,
3092                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3093 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3094                                 const void __user *usr_src,
3095                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3096                                 bool allow_pagefault);
3097
3098 /**
3099  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3100  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3101  *
3102  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3103  * the definition in vm_normal_page().
3104  *
3105  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3106  * false otherwise.
3107  */
3108 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3109 {
3110         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3111                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3112 }
3113
3114 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3115
3116 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3117 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3118 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3119
3120 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3121 {
3122         return _debug_guardpage_minorder;
3123 }
3124
3125 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3126 {
3127         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3128 }
3129
3130 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3131 {
3132         if (!debug_guardpage_enabled())
3133                 return false;
3134
3135         return PageGuard(page);
3136 }
3137 #else
3138 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3139 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3140 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3141 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3142
3143 #if MAX_NUMNODES > 1
3144 void __init setup_nr_node_ids(void);
3145 #else
3146 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3147 #endif
3148
3149 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3150
3151 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3152 {
3153         return !memcmp_pages(page1, page2);
3154 }
3155
3156 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3157 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3158                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3159                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3160                                                 unsigned long *bitmap,
3161                                                 pgoff_t *start,
3162                                                 pgoff_t *end);
3163
3164 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3165                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3166 #endif
3167
3168 extern int sysctl_nr_trim_pages;
3169
3170 #endif /* __KERNEL__ */
3171 #endif /* _LINUX_MM_H */