Merge tag 's390-4.20-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[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
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern unsigned long totalram_pages;
52 extern void * high_memory;
53 extern int page_cluster;
54
55 #ifdef CONFIG_SYSCTL
56 extern int sysctl_legacy_va_layout;
57 #else
58 #define sysctl_legacy_va_layout 0
59 #endif
60
61 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
62 extern const int mmap_rnd_bits_min;
63 extern const int mmap_rnd_bits_max;
64 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
65 #endif
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
68 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
69 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
70 #endif
71
72 #include <asm/page.h>
73 #include <asm/pgtable.h>
74 #include <asm/processor.h>
75
76 #ifndef __pa_symbol
77 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
78 #endif
79
80 #ifndef page_to_virt
81 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
82 #endif
83
84 #ifndef lm_alias
85 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
86 #endif
87
88 /*
89  * To prevent common memory management code establishing
90  * a zero page mapping on a read fault.
91  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
92  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
93  * related to the physical page in case of virtualization.
94  */
95 #ifndef mm_forbids_zeropage
96 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
97 #endif
98
99 /*
100  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
101  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
102  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
103  */
104 #ifndef mm_zero_struct_page
105 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
106 #endif
107
108 /*
109  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
110  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
111  * problem.
112  *
113  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
114  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
115  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
116  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
117  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
118  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
119  *
120  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
121  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
122  * that.
123  */
124 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
125 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
126
127 extern int sysctl_max_map_count;
128
129 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
130 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
131
132 extern int sysctl_overcommit_memory;
133 extern int sysctl_overcommit_ratio;
134 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
135
136 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
137                                     size_t *, loff_t *);
138 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
139                                     size_t *, loff_t *);
140
141 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
142
143 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
144 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
145
146 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
147 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
148
149 /*
150  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
151  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
152  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
153  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
154  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
155  * mmap() functions).
156  */
157
158 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
159 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
160 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
161
162 #ifndef CONFIG_MMU
163 extern struct rb_root nommu_region_tree;
164 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
165
166 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
167 #endif
168
169 /*
170  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
171  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
172  */
173 #define VM_NONE         0x00000000
174
175 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
176 #define VM_WRITE        0x00000002
177 #define VM_EXEC         0x00000004
178 #define VM_SHARED       0x00000008
179
180 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
181 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
182 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
183 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
184 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
185
186 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
187 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
188 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
189 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
190 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
191
192 #define VM_LOCKED       0x00002000
193 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
194
195                                         /* Used by sys_madvise() */
196 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
197 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
198
199 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
200 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
201 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
202 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
203 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
204 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
205 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
206 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
207 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
208 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
209
210 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
211 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
212 #else
213 # define VM_SOFTDIRTY   0
214 #endif
215
216 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
217 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
218 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
219 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
220
221 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
225 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
226 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
227 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
228 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
229 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
230 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
231 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
232 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
233
234 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
235 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
236 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
237 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
238 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
239 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
240 #ifdef CONFIG_PPC
241 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
242 #else
243 # define VM_PKEY_BIT4  0
244 #endif
245 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
246
247 #if defined(CONFIG_X86)
248 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
249 #elif defined(CONFIG_PPC)
250 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
251 #elif defined(CONFIG_PARISC)
252 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
253 #elif defined(CONFIG_IA64)
254 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
255 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
256 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
257 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
258 #elif !defined(CONFIG_MMU)
259 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
260 #endif
261
262 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
263 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
264 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
265 #else
266 # define VM_MPX         VM_NONE
267 #endif
268
269 #ifndef VM_GROWSUP
270 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
271 #endif
272
273 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
274 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
275
276 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
277 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
278 #endif
279
280 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
281 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
282 #else
283 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
284 #endif
285
286 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
287
288 /*
289  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
290  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
291  */
292 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
293
294 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
295 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
296
297 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
298 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
299
300 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
301 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
302 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
303 #endif
304 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
305
306 /*
307  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
308  * low four bits) to a page protection mask..
309  */
310 extern pgprot_t protection_map[16];
311
312 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
313 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
314 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
315 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
316 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
317 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
318 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
319 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
320 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
321
322 #define FAULT_FLAG_TRACE \
323         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
324         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
325         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
326         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
327         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
328         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
329         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
330         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
331         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
332
333 /*
334  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
335  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
336  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
337  *
338  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
339  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
340  *
341  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
342  */
343 struct vm_fault {
344         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
345         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
346         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
347         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
348         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
349         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
350                                          * the 'address' */
351         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
352                                          * the 'address'
353                                          */
354         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
355
356         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
357         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
358         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
359                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
360                                          * is set (which is also implied by
361                                          * VM_FAULT_ERROR).
362                                          */
363         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
364         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
365                                          * the 'address'. NULL if the page
366                                          * table hasn't been allocated.
367                                          */
368         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
369                                          * Protects pte page table if 'pte'
370                                          * is not NULL, otherwise pmd.
371                                          */
372         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
373                                          * vm_ops->map_pages() calls
374                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
375                                          * do_fault_around() pre-allocates
376                                          * page table to avoid allocation from
377                                          * atomic context.
378                                          */
379 };
380
381 /* page entry size for vm->huge_fault() */
382 enum page_entry_size {
383         PE_SIZE_PTE = 0,
384         PE_SIZE_PMD,
385         PE_SIZE_PUD,
386 };
387
388 /*
389  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
390  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
391  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
392  */
393 struct vm_operations_struct {
394         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
395         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
396         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
397         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
398         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
399         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
400                         enum page_entry_size pe_size);
401         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
402                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
403         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
404
405         /* notification that a previously read-only page is about to become
406          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
407         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
408
409         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
410         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
411
412         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
413          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
414          */
415         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
416                       void *buf, int len, int write);
417
418         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
419          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
420          * vma to be dumped unconditionally. */
421         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
422
423 #ifdef CONFIG_NUMA
424         /*
425          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
426          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
427          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
428          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
429          * mempolicy.
430          */
431         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
432
433         /*
434          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
435          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
436          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
437          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
438          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
439          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
440          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
441          * policy.
442          */
443         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
444                                         unsigned long addr);
445 #endif
446         /*
447          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
448          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
449          * (using pte_page()) would not find the correct page.
450          */
451         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
452                                           unsigned long addr);
453 };
454
455 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
456 {
457         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
458
459         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
460         vma->vm_mm = mm;
461         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
462         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
463 }
464
465 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
466 {
467         vma->vm_ops = NULL;
468 }
469
470 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
471 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
472
473 struct mmu_gather;
474 struct inode;
475
476 #define page_private(page)              ((page)->private)
477 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
478
479 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
480 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
481 {
482         return 0;
483 }
484 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
485 {
486         return 0;
487 }
488 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
489 {
490         return 0;
491 }
492 #endif
493
494 /*
495  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
496  * files which need it (119 of them)
497  */
498 #include <linux/page-flags.h>
499 #include <linux/huge_mm.h>
500
501 /*
502  * Methods to modify the page usage count.
503  *
504  * What counts for a page usage:
505  * - cache mapping   (page->mapping)
506  * - private data    (page->private)
507  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
508  *   is counted separately
509  *
510  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
511  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
512  */
513
514 /*
515  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
516  */
517 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
518 {
519         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
520         return page_ref_dec_and_test(page);
521 }
522
523 /*
524  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
525  * that is the case.
526  * This can be called when MMU is off so it must not access
527  * any of the virtual mappings.
528  */
529 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
530 {
531         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
532 }
533
534 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
535
536 enum {
537         REGION_INTERSECTS,
538         REGION_DISJOINT,
539         REGION_MIXED,
540 };
541
542 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
543                       unsigned long desc);
544
545 /* Support for virtually mapped pages */
546 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
547 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
548
549 /*
550  * Determine if an address is within the vmalloc range
551  *
552  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
553  * is no special casing required.
554  */
555 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
556 {
557 #ifdef CONFIG_MMU
558         unsigned long addr = (unsigned long)x;
559
560         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
561 #else
562         return false;
563 #endif
564 }
565 #ifdef CONFIG_MMU
566 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
567 #else
568 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
569 {
570         return 0;
571 }
572 #endif
573
574 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
575 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
576 {
577         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
578 }
579 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
580 {
581         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
582 }
583 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
584 {
585         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
586 }
587
588 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
589 {
590         size_t bytes;
591
592         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
593                 return NULL;
594
595         return kvmalloc(bytes, flags);
596 }
597
598 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
599 {
600         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
601 }
602
603 extern void kvfree(const void *addr);
604
605 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
606 {
607         return &page[1].compound_mapcount;
608 }
609
610 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
611 {
612         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
613         page = compound_head(page);
614         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
615 }
616
617 /*
618  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
619  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
620  * and atomic_add_negative(-1).
621  */
622 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
623 {
624         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
625 }
626
627 int __page_mapcount(struct page *page);
628
629 static inline int page_mapcount(struct page *page)
630 {
631         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
632
633         if (unlikely(PageCompound(page)))
634                 return __page_mapcount(page);
635         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
636 }
637
638 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
639 int total_mapcount(struct page *page);
640 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
641 #else
642 static inline int total_mapcount(struct page *page)
643 {
644         return page_mapcount(page);
645 }
646 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
647                                            int *total_mapcount)
648 {
649         int mapcount = page_mapcount(page);
650         if (total_mapcount)
651                 *total_mapcount = mapcount;
652         return mapcount;
653 }
654 #endif
655
656 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
657 {
658         struct page *page = virt_to_page(x);
659
660         return compound_head(page);
661 }
662
663 void __put_page(struct page *page);
664
665 void put_pages_list(struct list_head *pages);
666
667 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
668
669 /*
670  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
671  * prototype for that function and accessor functions.
672  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
673  */
674 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
675
676 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
677 enum compound_dtor_id {
678         NULL_COMPOUND_DTOR,
679         COMPOUND_PAGE_DTOR,
680 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
681         HUGETLB_PAGE_DTOR,
682 #endif
683 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
684         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
685 #endif
686         NR_COMPOUND_DTORS,
687 };
688 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
689
690 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
691                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
692 {
693         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
694         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
695 }
696
697 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
698 {
699         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
700         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
701 }
702
703 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
704 {
705         if (!PageHead(page))
706                 return 0;
707         return page[1].compound_order;
708 }
709
710 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
711 {
712         page[1].compound_order = order;
713 }
714
715 void free_compound_page(struct page *page);
716
717 #ifdef CONFIG_MMU
718 /*
719  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
720  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
721  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
722  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
723  */
724 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
725 {
726         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
727                 pte = pte_mkwrite(pte);
728         return pte;
729 }
730
731 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
732                 struct page *page);
733 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
734 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
735 #endif
736
737 /*
738  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
739  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
740  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
741  * only one copy in memory, at most, normally.
742  *
743  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
744  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
745  *   freelist management in the buddy allocator.
746  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
747  *
748  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
749  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
750  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
751  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
752  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
753  *
754  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
755  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
756  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
757  * and page->virtual store page management information, but all other fields
758  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
759  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
760  * subsequently been given references to it.
761  *
762  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
763  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
764  * The following discussion applies only to them.
765  *
766  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
767  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
768  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
769  * into the filesystem to release these pages.
770  *
771  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
772  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
773  * in units of PAGE_SIZE.
774  *
775  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
776  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
777  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
778  *
779  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
780  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
781  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
782  *
783  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
784  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
785  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
786  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
787  *
788  * All pagecache pages may be subject to I/O:
789  * - inode pages may need to be read from disk,
790  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
791  *   to be written back to the inode on disk,
792  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
793  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
794  *   back into memory.
795  */
796
797 /*
798  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
799  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
800  */
801
802 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
803 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
804 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
805 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
806 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
807
808 /*
809  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
810  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
811  * the compiler will optimise away reference to them.
812  */
813 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
814 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
815 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
816 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
817
818 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
819 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
820 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
821 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
822                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
823 #else
824 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
825 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
826                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
827 #endif
828
829 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
830
831 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
832 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
833 #endif
834
835 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
836 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
837 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
838 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
839 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
840
841 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
842 {
843         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
847 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
848 {
849         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
850 }
851 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
852                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
853 #else
854 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
855 {
856         return false;
857 }
858 #endif
859
860 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
861 void dev_pagemap_get_ops(void);
862 void dev_pagemap_put_ops(void);
863 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
864 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
865 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
866 {
867         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
868                 return false;
869         if (!is_zone_device_page(page))
870                 return false;
871         switch (page->pgmap->type) {
872         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
873         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
874         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
875                 __put_devmap_managed_page(page);
876                 return true;
877         default:
878                 break;
879         }
880         return false;
881 }
882
883 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
884 {
885         return is_zone_device_page(page) &&
886                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
887 }
888
889 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
890 {
891         return is_zone_device_page(page) &&
892                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
893 }
894
895 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
896 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
897 {
898         return is_zone_device_page(page) &&
899                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
900 }
901 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
902 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
903 {
904         return false;
905 }
906 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
907
908 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
909 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
910 {
911 }
912
913 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
914 {
915 }
916
917 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
918 {
919         return false;
920 }
921
922 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
923 {
924         return false;
925 }
926
927 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
928 {
929         return false;
930 }
931
932 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
933 {
934         return false;
935 }
936 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
937
938 static inline void get_page(struct page *page)
939 {
940         page = compound_head(page);
941         /*
942          * Getting a normal page or the head of a compound page
943          * requires to already have an elevated page->_refcount.
944          */
945         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
946         page_ref_inc(page);
947 }
948
949 static inline void put_page(struct page *page)
950 {
951         page = compound_head(page);
952
953         /*
954          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
955          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
956          * need to inform the device driver through callback. See
957          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
958          */
959         if (put_devmap_managed_page(page))
960                 return;
961
962         if (put_page_testzero(page))
963                 __put_page(page);
964 }
965
966 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
967 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
968 #endif
969
970 /*
971  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
972  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
973  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
974  * node id available in page flags.
975  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
976  * pages in a zone.
977  */
978 static inline int page_zone_id(struct page *page)
979 {
980         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
981 }
982
983 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
984 extern int page_to_nid(const struct page *page);
985 #else
986 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
987 {
988         struct page *p = (struct page *)page;
989
990         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
991 }
992 #endif
993
994 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
995 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
996 {
997         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
998 }
999
1000 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1001 {
1002         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1003 }
1004
1005 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1006 {
1007         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1008 }
1009
1010 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1011 {
1012         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1013 }
1014
1015 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1016 {
1017         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1018 }
1019
1020 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1021 {
1022         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1023 }
1024
1025 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1026 {
1027         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1028 }
1029
1030 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1031 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1032 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1033 {
1034         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1035 }
1036
1037 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1038 {
1039         return page->_last_cpupid;
1040 }
1041 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1042 {
1043         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1044 }
1045 #else
1046 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1047 {
1048         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1049 }
1050
1051 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1052
1053 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1054 {
1055         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1056 }
1057 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1058 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1059 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1060 {
1061         return page_to_nid(page); /* XXX */
1062 }
1063
1064 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1065 {
1066         return page_to_nid(page); /* XXX */
1067 }
1068
1069 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1070 {
1071         return -1;
1072 }
1073
1074 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1075 {
1076         return -1;
1077 }
1078
1079 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1080 {
1081         return -1;
1082 }
1083
1084 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1085 {
1086         return -1;
1087 }
1088
1089 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1090 {
1091         return 1;
1092 }
1093
1094 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1095 {
1096 }
1097
1098 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1099 {
1100         return false;
1101 }
1102 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1103
1104 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1105 {
1106         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1107 }
1108
1109 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1110 {
1111         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1112 }
1113
1114 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1115 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1116 {
1117         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1118         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1119 }
1120
1121 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1122 {
1123         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1124 }
1125 #endif
1126
1127 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1128 {
1129         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1130         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1131 }
1132
1133 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1134 {
1135         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1136         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1137 }
1138
1139 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1140         unsigned long node, unsigned long pfn)
1141 {
1142         set_page_zone(page, zone);
1143         set_page_node(page, node);
1144 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1145         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1146 #endif
1147 }
1148
1149 #ifdef CONFIG_MEMCG
1150 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1151 {
1152         return page->mem_cgroup;
1153 }
1154 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1155 {
1156         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1157         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1158 }
1159 #else
1160 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1161 {
1162         return NULL;
1163 }
1164 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1165 {
1166         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1167         return NULL;
1168 }
1169 #endif
1170
1171 /*
1172  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1173  */
1174 #include <linux/vmstat.h>
1175
1176 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1177 {
1178         return page_to_virt(page);
1179 }
1180
1181 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1182 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1183 #endif
1184
1185 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1186 static inline void *page_address(const struct page *page)
1187 {
1188         return page->virtual;
1189 }
1190 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1191 {
1192         page->virtual = address;
1193 }
1194 #define page_address_init()  do { } while(0)
1195 #endif
1196
1197 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1198 void *page_address(const struct page *page);
1199 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1200 void page_address_init(void);
1201 #endif
1202
1203 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1204 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1205 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1206 #define page_address_init()  do { } while(0)
1207 #endif
1208
1209 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1210 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1211 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1212
1213 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1214
1215 static inline
1216 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1217 {
1218         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1219                 return __page_file_mapping(page);
1220
1221         return page->mapping;
1222 }
1223
1224 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1225
1226 /*
1227  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1228  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1229  */
1230 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1231 {
1232         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1233                 return __page_file_index(page);
1234         return page->index;
1235 }
1236
1237 bool page_mapped(struct page *page);
1238 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1239 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1240
1241 /*
1242  * Return true only if the page has been allocated with
1243  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1244  * met implying that the system is under some pressure.
1245  */
1246 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1247 {
1248         /*
1249          * Page index cannot be this large so this must be
1250          * a pfmemalloc page.
1251          */
1252         return page->index == -1UL;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1257  * page.
1258  */
1259 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1260 {
1261         page->index = -1UL;
1262 }
1263
1264 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1265 {
1266         page->index = 0;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1271  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1272  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1273  */
1274
1275 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1276 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1277 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1278 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1279 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1280 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1281 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1282
1283 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1284 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1285 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1286 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1287 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1288 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1289                                          * and needs fsync() to complete (for
1290                                          * synchronous page faults in DAX) */
1291
1292 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1293                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1294                          VM_FAULT_FALLBACK)
1295
1296 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1297         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1298         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1299         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1300         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1301         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1302         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1303         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1304         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1305         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1306         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1307         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1308         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1309         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1310
1311 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1312 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1313 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1314
1315 /*
1316  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1317  */
1318 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1319
1320 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1321
1322 /*
1323  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1324  * various contexts.
1325  */
1326 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1327
1328 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1329
1330 extern bool can_do_mlock(void);
1331 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1332 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1333
1334 /*
1335  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1336  */
1337 struct zap_details {
1338         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1339         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1340         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1341 };
1342
1343 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1344                              pte_t pte, bool with_public_device);
1345 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1346
1347 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1348                                 pmd_t pmd);
1349
1350 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1351                   unsigned long size);
1352 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1353                     unsigned long size);
1354 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1355                 unsigned long start, unsigned long end);
1356
1357 /**
1358  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1359  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1360  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1361  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1362  *             regular PUDs.
1363  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1364  *             this handler is required to be able to handle
1365  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1366  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1367  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1368  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1369  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1370  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1371  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1372  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1373  *             and a negative one means "abort current page table walk
1374  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1375  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1376  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1377  * @private:   private data for callbacks' usage
1378  *
1379  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1380  */
1381 struct mm_walk {
1382         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1383                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1384         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1385                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1386         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1387                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1388         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1389                         struct mm_walk *walk);
1390         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1391                              unsigned long addr, unsigned long next,
1392                              struct mm_walk *walk);
1393         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1394                         struct mm_walk *walk);
1395         struct mm_struct *mm;
1396         struct vm_area_struct *vma;
1397         void *private;
1398 };
1399
1400 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1401                 struct mm_walk *walk);
1402 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1403 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1404                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1405 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1406                         struct vm_area_struct *vma);
1407 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1408                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1409                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1410 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1411         unsigned long *pfn);
1412 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1413                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1414 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1415                         void *buf, int len, int write);
1416
1417 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1418 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1419 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1420 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1421 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1422 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1423 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1424
1425 #ifdef CONFIG_MMU
1426 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1427                         unsigned long address, unsigned int flags);
1428 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1429                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1430                             bool *unlocked);
1431 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1432                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1433 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1434                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1435 #else
1436 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1437                 unsigned long address, unsigned int flags)
1438 {
1439         /* should never happen if there's no MMU */
1440         BUG();
1441         return VM_FAULT_SIGBUS;
1442 }
1443 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1444                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1445                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1446 {
1447         /* should never happen if there's no MMU */
1448         BUG();
1449         return -EFAULT;
1450 }
1451 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1452                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1453 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1454                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1455 #endif
1456
1457 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1458                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1459 {
1460         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1461 }
1462
1463 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1464                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1465 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1466                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1467 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1468                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1469
1470 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1471                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1472                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1473                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1474 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1475                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1476                             struct vm_area_struct **vmas);
1477 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1478                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1479 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1480                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1481 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1482 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1483                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1484                             struct vm_area_struct **vmas);
1485 #else
1486 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1487                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1488                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1489 {
1490         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1491 }
1492 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1493
1494 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1495                         struct page **pages);
1496
1497 /* Container for pinned pfns / pages */
1498 struct frame_vector {
1499         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1500         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1501         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1502         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1503         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1504                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1505                                  * for access */
1506 };
1507
1508 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1509 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1510 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1511                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1512 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1513 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1514 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1515
1516 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1517 {
1518         return vec->nr_frames;
1519 }
1520
1521 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1522 {
1523         if (vec->is_pfns) {
1524                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1525
1526                 if (err)
1527                         return ERR_PTR(err);
1528         }
1529         return (struct page **)(vec->ptrs);
1530 }
1531
1532 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1533 {
1534         if (!vec->is_pfns)
1535                 frame_vector_to_pfns(vec);
1536         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1537 }
1538
1539 struct kvec;
1540 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1541                         struct page **pages);
1542 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1543 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1544
1545 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1546 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1547                               unsigned int length);
1548
1549 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1550 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1551 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1552 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1553                                 struct page *page);
1554 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1555 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1556                           struct bdi_writeback *wb);
1557 int set_page_dirty(struct page *page);
1558 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1559 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1560 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1561 {
1562         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1563         if (PageDirty(page))
1564                 __cancel_dirty_page(page);
1565 }
1566 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1567
1568 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1569
1570 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1571 {
1572         return !vma->vm_ops;
1573 }
1574
1575 #ifdef CONFIG_SHMEM
1576 /*
1577  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1578  * paths in userfault.
1579  */
1580 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1581 #else
1582 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1583 #endif
1584
1585 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1586
1587 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1588                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1589                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1590                 bool need_rmap_locks);
1591 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1592                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1593                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1594 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1595                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1596                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1597
1598 /*
1599  * doesn't attempt to fault and will return short.
1600  */
1601 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1602                           struct page **pages);
1603 /*
1604  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1605  */
1606 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1607 {
1608         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1609
1610 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1611         /*
1612          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1613          * But it's never be expected number for users.
1614          */
1615         if (val < 0)
1616                 val = 0;
1617 #endif
1618         return (unsigned long)val;
1619 }
1620
1621 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1622 {
1623         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1624 }
1625
1626 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1627 {
1628         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1629 }
1630
1631 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1632 {
1633         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1634 }
1635
1636 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1637 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1638 {
1639         if (PageSwapBacked(page))
1640                 return MM_SHMEMPAGES;
1641         return MM_FILEPAGES;
1642 }
1643
1644 static inline int mm_counter(struct page *page)
1645 {
1646         if (PageAnon(page))
1647                 return MM_ANONPAGES;
1648         return mm_counter_file(page);
1649 }
1650
1651 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1652 {
1653         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1654                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1655                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1656 }
1657
1658 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1659 {
1660         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1661 }
1662
1663 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1664 {
1665         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1666 }
1667
1668 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1669 {
1670         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1671
1672         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1673                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1674 }
1675
1676 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1677 {
1678         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1679                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1680 }
1681
1682 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1683 {
1684         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1685 }
1686
1687 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1688                                          struct mm_struct *mm)
1689 {
1690         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1691
1692         if (*maxrss < hiwater_rss)
1693                 *maxrss = hiwater_rss;
1694 }
1695
1696 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1697 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1698 #else
1699 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1700 {
1701 }
1702 #endif
1703
1704 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1705 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1706 {
1707         return 0;
1708 }
1709 #endif
1710
1711 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1712
1713 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1714                                spinlock_t **ptl);
1715 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1716                                     spinlock_t **ptl)
1717 {
1718         pte_t *ptep;
1719         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1720         return ptep;
1721 }
1722
1723 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1724 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1725                                                 unsigned long address)
1726 {
1727         return 0;
1728 }
1729 #else
1730 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1731 #endif
1732
1733 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1734 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1735                                                 unsigned long address)
1736 {
1737         return 0;
1738 }
1739 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1740 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1741
1742 #else
1743 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1744
1745 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1746 {
1747         if (mm_pud_folded(mm))
1748                 return;
1749         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1750 }
1751
1752 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1753 {
1754         if (mm_pud_folded(mm))
1755                 return;
1756         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1757 }
1758 #endif
1759
1760 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1761 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1762                                                 unsigned long address)
1763 {
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1768 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1769
1770 #else
1771 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1772
1773 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1774 {
1775         if (mm_pmd_folded(mm))
1776                 return;
1777         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1778 }
1779
1780 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1781 {
1782         if (mm_pmd_folded(mm))
1783                 return;
1784         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1785 }
1786 #endif
1787
1788 #ifdef CONFIG_MMU
1789 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1790 {
1791         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1792 }
1793
1794 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1795 {
1796         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1797 }
1798
1799 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1800 {
1801         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1802 }
1803
1804 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1805 {
1806         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1807 }
1808 #else
1809
1810 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1811 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1812 {
1813         return 0;
1814 }
1815
1816 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1817 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1818 #endif
1819
1820 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1821 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1822
1823 /*
1824  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1825  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1826  */
1827 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1828
1829 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1830 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1831                 unsigned long address)
1832 {
1833         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1834                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1835 }
1836
1837 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1838                 unsigned long address)
1839 {
1840         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1841                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1842 }
1843 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1844
1845 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1846 {
1847         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1848                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1849 }
1850 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1851
1852 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1853 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1854 void __init ptlock_cache_init(void);
1855 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1856 extern void ptlock_free(struct page *page);
1857
1858 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1859 {
1860         return page->ptl;
1861 }
1862 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1863 static inline void ptlock_cache_init(void)
1864 {
1865 }
1866
1867 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1868 {
1869         return true;
1870 }
1871
1872 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1873 {
1874 }
1875
1876 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1877 {
1878         return &page->ptl;
1879 }
1880 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1881
1882 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1883 {
1884         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1885 }
1886
1887 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1888 {
1889         /*
1890          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1891          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1892          *
1893          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1894          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1895          */
1896         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1897         if (!ptlock_alloc(page))
1898                 return false;
1899         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1900         return true;
1901 }
1902
1903 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1904 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1905 {
1906         page->mapping = NULL;
1907         ptlock_free(page);
1908 }
1909
1910 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1911 /*
1912  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1913  */
1914 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1915 {
1916         return &mm->page_table_lock;
1917 }
1918 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1919 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1920 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1921 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1922
1923 static inline void pgtable_init(void)
1924 {
1925         ptlock_cache_init();
1926         pgtable_cache_init();
1927 }
1928
1929 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1930 {
1931         if (!ptlock_init(page))
1932                 return false;
1933         __SetPageTable(page);
1934         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1935         return true;
1936 }
1937
1938 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1939 {
1940         pte_lock_deinit(page);
1941         __ClearPageTable(page);
1942         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1943 }
1944
1945 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1946 ({                                                      \
1947         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1948         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1949         *(ptlp) = __ptl;                                \
1950         spin_lock(__ptl);                               \
1951         __pte;                                          \
1952 })
1953
1954 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1955         spin_unlock(ptl);                               \
1956         pte_unmap(pte);                                 \
1957 } while (0)
1958
1959 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1960         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1961
1962 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1963         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1964
1965 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1966         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1967                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1968
1969 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1970         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1971                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1972
1973 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1974
1975 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1976 {
1977         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1978         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1979 }
1980
1981 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1982 {
1983         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1984 }
1985
1986 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1987 {
1988 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1989         page->pmd_huge_pte = NULL;
1990 #endif
1991         return ptlock_init(page);
1992 }
1993
1994 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1995 {
1996 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1997         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1998 #endif
1999         ptlock_free(page);
2000 }
2001
2002 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2003
2004 #else
2005
2006 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2007 {
2008         return &mm->page_table_lock;
2009 }
2010
2011 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2012 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2013
2014 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2015
2016 #endif
2017
2018 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2019 {
2020         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2021         spin_lock(ptl);
2022         return ptl;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2027  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2028  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2029  * which need to be converted from page_table_lock.
2030  */
2031 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2032 {
2033         return &mm->page_table_lock;
2034 }
2035
2036 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2037 {
2038         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2039
2040         spin_lock(ptl);
2041         return ptl;
2042 }
2043
2044 extern void __init pagecache_init(void);
2045 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2046 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2047                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2048 extern void free_initmem(void);
2049
2050 /*
2051  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2052  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2053  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2054  * Return pages freed into the buddy system.
2055  */
2056 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2057                                         int poison, char *s);
2058
2059 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2060 /*
2061  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2062  * and totalram_pages.
2063  */
2064 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2065 #endif
2066
2067 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2068 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2069
2070 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2071
2072 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2073 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2074 {
2075         ClearPageReserved(page);
2076         init_page_count(page);
2077         __free_page(page);
2078 }
2079
2080 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2081 {
2082         __free_reserved_page(page);
2083         adjust_managed_page_count(page, 1);
2084 }
2085
2086 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2087 {
2088         SetPageReserved(page);
2089         adjust_managed_page_count(page, -1);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2094  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2095  * range [0, UCHAR_MAX].
2096  * Return pages freed into the buddy system.
2097  */
2098 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2099 {
2100         extern char __init_begin[], __init_end[];
2101
2102         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2103                                   poison, "unused kernel");
2104 }
2105
2106 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2107 {
2108         int nid;
2109         unsigned long phys_pages = 0;
2110
2111         for_each_online_node(nid)
2112                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2113
2114         return phys_pages;
2115 }
2116
2117 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2118 /*
2119  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2120  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2121  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2122  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2123  * free_area_init_node()
2124  *
2125  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2126  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2127  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2128  * usage, an architecture is expected to do something like
2129  *
2130  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2131  *                                                       max_highmem_pfn};
2132  * for_each_valid_physical_page_range()
2133  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2134  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2135  *
2136  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2137  * registered physical page range.  Similarly
2138  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2139  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2140  *
2141  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2142  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2143  */
2144 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2145 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2146 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2147                                                 unsigned long end_pfn);
2148 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2149                                                 unsigned long end_pfn);
2150 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2151                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2152 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2153 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2154                                                 unsigned long max_low_pfn);
2155 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2156
2157 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2158
2159 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2160     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2161 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2162                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2163 {
2164         return 0;
2165 }
2166 #else
2167 /* please see mm/page_alloc.c */
2168 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2169 /* there is a per-arch backend function. */
2170 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2171                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2172 #endif
2173
2174 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2175 void zero_resv_unavail(void);
2176 #else
2177 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2178 #endif
2179
2180 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2181 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2182                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2183 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2184 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2185 extern void mem_init(void);
2186 extern void __init mmap_init(void);
2187 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2188 extern long si_mem_available(void);
2189 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2190 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2191 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2192 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2193 #endif
2194
2195 extern __printf(3, 4)
2196 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2197
2198 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2199
2200 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2201 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2202
2203 /* page_alloc.c */
2204 extern int min_free_kbytes;
2205 extern int watermark_scale_factor;
2206
2207 /* nommu.c */
2208 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2209 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2210
2211 /* interval_tree.c */
2212 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2213                               struct rb_root_cached *root);
2214 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2215                                     struct vm_area_struct *prev,
2216                                     struct rb_root_cached *root);
2217 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2218                               struct rb_root_cached *root);
2219 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2220                                 unsigned long start, unsigned long last);
2221 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2222                                 unsigned long start, unsigned long last);
2223
2224 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2225         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2226              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2227
2228 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2229                                    struct rb_root_cached *root);
2230 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2231                                    struct rb_root_cached *root);
2232 struct anon_vma_chain *
2233 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2234                                   unsigned long start, unsigned long last);
2235 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2236         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2237 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2238 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2239 #endif
2240
2241 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2242         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2243              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2244
2245 /* mmap.c */
2246 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2247 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2248         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2249         struct vm_area_struct *expand);
2250 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2251         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2252 {
2253         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2254 }
2255 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2256         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2257         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2258         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2259 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2260 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2261         unsigned long addr, int new_below);
2262 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2263         unsigned long addr, int new_below);
2264 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2265 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2266         struct rb_node **, struct rb_node *);
2267 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2268 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2269         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2270         bool *need_rmap_locks);
2271 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2272
2273 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2274                                     unsigned long new,
2275                                     unsigned long start,
2276                                     unsigned long end_data,
2277                                     unsigned long start_data)
2278 {
2279         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2280                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2281                         return -ENOSPC;
2282         }
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2288 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2289
2290 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2291 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2292 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2293
2294 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2295 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2296
2297 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2298                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2299 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2300                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2301                                    unsigned long flags,
2302                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2303 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2304 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2305                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2306                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2307
2308 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2309
2310 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2311         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2312         struct list_head *uf);
2313 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2314         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2315         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2316         struct list_head *uf);
2317 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2318                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2319 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2320                      struct list_head *uf);
2321
2322 static inline unsigned long
2323 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2324         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2325         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2326         struct list_head *uf)
2327 {
2328         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2329 }
2330
2331 #ifdef CONFIG_MMU
2332 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2333                          int ignore_errors);
2334 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2335 {
2336         /* Ignore errors */
2337         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2338 }
2339 #else
2340 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2341 #endif
2342
2343 /* These take the mm semaphore themselves */
2344 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2345 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2346 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2347 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2348         unsigned long, unsigned long,
2349         unsigned long, unsigned long);
2350
2351 struct vm_unmapped_area_info {
2352 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2353         unsigned long flags;
2354         unsigned long length;
2355         unsigned long low_limit;
2356         unsigned long high_limit;
2357         unsigned long align_mask;
2358         unsigned long align_offset;
2359 };
2360
2361 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2362 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2363
2364 /*
2365  * Search for an unmapped address range.
2366  *
2367  * We are looking for a range that:
2368  * - does not intersect with any VMA;
2369  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2370  * - is at least the desired size.
2371  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2372  */
2373 static inline unsigned long
2374 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2375 {
2376         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2377                 return unmapped_area_topdown(info);
2378         else
2379                 return unmapped_area(info);
2380 }
2381
2382 /* truncate.c */
2383 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2384 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2385                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2386 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2387
2388 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2389 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2390 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2391                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2392 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2393
2394 /* mm/page-writeback.c */
2395 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2396 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2397
2398 /* readahead.c */
2399 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2400 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2401
2402 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2403                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2404
2405 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2406                                struct file_ra_state *ra,
2407                                struct file *filp,
2408                                pgoff_t offset,
2409                                unsigned long size);
2410
2411 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2412                                 struct file_ra_state *ra,
2413                                 struct file *filp,
2414                                 struct page *pg,
2415                                 pgoff_t offset,
2416                                 unsigned long size);
2417
2418 extern unsigned long stack_guard_gap;
2419 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2420 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2421
2422 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2423 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2424                 unsigned long address);
2425 #if VM_GROWSUP
2426 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2427 #else
2428   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2429 #endif
2430
2431 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2432 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2433 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2434                                              struct vm_area_struct **pprev);
2435
2436 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2437    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2438 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2439 {
2440         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2441
2442         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2443                 vma = NULL;
2444         return vma;
2445 }
2446
2447 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2448 {
2449         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2450
2451         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2452                 vm_start -= stack_guard_gap;
2453                 if (vm_start > vma->vm_start)
2454                         vm_start = 0;
2455         }
2456         return vm_start;
2457 }
2458
2459 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2460 {
2461         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2462
2463         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2464                 vm_end += stack_guard_gap;
2465                 if (vm_end < vma->vm_end)
2466                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2467         }
2468         return vm_end;
2469 }
2470
2471 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2472 {
2473         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2474 }
2475
2476 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2477 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2478                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2479 {
2480         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2481
2482         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2483                 vma = NULL;
2484
2485         return vma;
2486 }
2487
2488 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2489                                 unsigned long start, unsigned long end)
2490 {
2491         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2492 }
2493
2494 #ifdef CONFIG_MMU
2495 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2496 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2497 #else
2498 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2499 {
2500         return __pgprot(0);
2501 }
2502 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2503 {
2504         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2505 }
2506 #endif
2507
2508 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2509 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2510                         unsigned long start, unsigned long end);
2511 #endif
2512
2513 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2514 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2515                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2516 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2517 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2518                         unsigned long pfn);
2519 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2520                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2521 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2522                         pfn_t pfn);
2523 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2524                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2525 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2526
2527 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2528                                 unsigned long addr, struct page *page)
2529 {
2530         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2531
2532         if (err == -ENOMEM)
2533                 return VM_FAULT_OOM;
2534         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2535                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2536
2537         return VM_FAULT_NOPAGE;
2538 }
2539
2540 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2541 {
2542         if (err == -ENOMEM)
2543                 return VM_FAULT_OOM;
2544         return VM_FAULT_SIGBUS;
2545 }
2546
2547 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2548                          unsigned int foll_flags);
2549
2550 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2551 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2552 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2553 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2554 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2555 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2556                                  * and return without waiting upon it */
2557 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2558 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2559 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2560 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2561 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2562 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2563 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2564 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2565 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2566 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2567
2568 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2569 {
2570         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2571                 return -ENOMEM;
2572         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2573                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2574         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2575                 return -EFAULT;
2576         return 0;
2577 }
2578
2579 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2580                         void *data);
2581 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2582                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2583
2584
2585 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2586 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2587 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2588 #else
2589 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2590 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2591                                         int enable) { }
2592 #endif
2593
2594 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2595 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2596 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2597
2598 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2599 {
2600         return _debug_pagealloc_enabled;
2601 }
2602
2603 static inline void
2604 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2605 {
2606         if (!debug_pagealloc_enabled())
2607                 return;
2608
2609         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2610 }
2611 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2612 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2613 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2614 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2615 static inline void
2616 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2617 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2618 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2619 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2620 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2621 {
2622         return false;
2623 }
2624 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2625
2626 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2627 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2628 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2629 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2630 #else
2631 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2632 {
2633         return NULL;
2634 }
2635 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2636 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2637 {
2638         return 0;
2639 }
2640 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2641
2642 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2643
2644 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2645 extern int sysctl_drop_caches;
2646 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2647                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2648 #endif
2649
2650 void drop_slab(void);
2651 void drop_slab_node(int nid);
2652
2653 #ifndef CONFIG_MMU
2654 #define randomize_va_space 0
2655 #else
2656 extern int randomize_va_space;
2657 #endif
2658
2659 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2660 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2661
2662 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2663 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2664                 struct vmem_altmap *altmap);
2665 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2666 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2667 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2668 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2669 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2670 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2671 struct vmem_altmap;
2672 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2673 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2674 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2675 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2676                                int node);
2677 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2678                 struct vmem_altmap *altmap);
2679 void vmemmap_populate_print_last(void);
2680 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2681 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2682                 struct vmem_altmap *altmap);
2683 #endif
2684 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2685                                   unsigned long nr_pages);
2686
2687 enum mf_flags {
2688         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2689         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2690         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2691         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2692 };
2693 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2694 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2695 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2696 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2697 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2698 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2699 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2700 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2701 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2702 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2703
2704
2705 /*
2706  * Error handlers for various types of pages.
2707  */
2708 enum mf_result {
2709         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2710         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2711         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2712         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2713 };
2714
2715 enum mf_action_page_type {
2716         MF_MSG_KERNEL,
2717         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2718         MF_MSG_SLAB,
2719         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2720         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2721         MF_MSG_HUGE,
2722         MF_MSG_FREE_HUGE,
2723         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2724         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2725         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2726         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2727         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2728         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2729         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2730         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2731         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2732         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2733         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2734         MF_MSG_BUDDY,
2735         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2736         MF_MSG_DAX,
2737         MF_MSG_UNKNOWN,
2738 };
2739
2740 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2741 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2742                             unsigned long addr_hint,
2743                             unsigned int pages_per_huge_page);
2744 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2745                                 unsigned long addr_hint,
2746                                 struct vm_area_struct *vma,
2747                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2748 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2749                                 const void __user *usr_src,
2750                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2751                                 bool allow_pagefault);
2752 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2753
2754 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2755
2756 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2757 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2758 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2759
2760 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2761 {
2762         return _debug_guardpage_minorder;
2763 }
2764
2765 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2766 {
2767         return _debug_guardpage_enabled;
2768 }
2769
2770 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2771 {
2772         struct page_ext *page_ext;
2773
2774         if (!debug_guardpage_enabled())
2775                 return false;
2776
2777         page_ext = lookup_page_ext(page);
2778         if (unlikely(!page_ext))
2779                 return false;
2780
2781         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2782 }
2783 #else
2784 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2785 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2786 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2787 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2788
2789 #if MAX_NUMNODES > 1
2790 void __init setup_nr_node_ids(void);
2791 #else
2792 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2793 #endif
2794
2795 #endif /* __KERNEL__ */
2796 #endif /* _LINUX_MM_H */