703599fa828874c5acb9daecb72e89be4532621e
[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
29 struct mempolicy;
30 struct anon_vma;
31 struct anon_vma_chain;
32 struct file_ra_state;
33 struct user_struct;
34 struct writeback_control;
35 struct bdi_writeback;
36
37 void init_mm_internals(void);
38
39 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
40 extern unsigned long max_mapnr;
41
42 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
43 {
44         max_mapnr = limit;
45 }
46 #else
47 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
48 #endif
49
50 extern unsigned long totalram_pages;
51 extern void * high_memory;
52 extern int page_cluster;
53
54 #ifdef CONFIG_SYSCTL
55 extern int sysctl_legacy_va_layout;
56 #else
57 #define sysctl_legacy_va_layout 0
58 #endif
59
60 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
61 extern const int mmap_rnd_bits_min;
62 extern const int mmap_rnd_bits_max;
63 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
66 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
68 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
69 #endif
70
71 #include <asm/page.h>
72 #include <asm/pgtable.h>
73 #include <asm/processor.h>
74
75 #ifndef __pa_symbol
76 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
77 #endif
78
79 #ifndef page_to_virt
80 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
81 #endif
82
83 #ifndef lm_alias
84 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
85 #endif
86
87 /*
88  * To prevent common memory management code establishing
89  * a zero page mapping on a read fault.
90  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
91  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
92  * related to the physical page in case of virtualization.
93  */
94 #ifndef mm_forbids_zeropage
95 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
96 #endif
97
98 /*
99  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
100  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
101  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
102  */
103 #ifndef mm_zero_struct_page
104 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
105 #endif
106
107 /*
108  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
109  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
110  * problem.
111  *
112  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
113  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
114  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
115  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
116  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
117  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
118  *
119  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
120  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
121  * that.
122  */
123 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
124 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
125
126 extern int sysctl_max_map_count;
127
128 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
129 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
130
131 extern int sysctl_overcommit_memory;
132 extern int sysctl_overcommit_ratio;
133 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
134
135 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
136                                     size_t *, loff_t *);
137 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
138                                     size_t *, loff_t *);
139
140 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
141
142 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
143 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
144
145 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
146 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
147
148 /*
149  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
150  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
151  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
152  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
153  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
154  * mmap() functions).
155  */
156
157 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
158
159 #ifndef CONFIG_MMU
160 extern struct rb_root nommu_region_tree;
161 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
162
163 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
164 #endif
165
166 /*
167  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
168  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
169  */
170 #define VM_NONE         0x00000000
171
172 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
173 #define VM_WRITE        0x00000002
174 #define VM_EXEC         0x00000004
175 #define VM_SHARED       0x00000008
176
177 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
178 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
179 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
180 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
181 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
182
183 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
184 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
185 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
186 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
187 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
188
189 #define VM_LOCKED       0x00002000
190 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
191
192                                         /* Used by sys_madvise() */
193 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
194 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
195
196 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
197 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
198 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
199 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
200 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
201 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
202 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
203 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
204 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
205
206 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
207 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
208 #else
209 # define VM_SOFTDIRTY   0
210 #endif
211
212 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
213 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
214 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
215 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
216
217 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
218 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
219 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
220 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
221 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
224 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
225 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
226 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
227 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
228 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
229
230 #if defined(CONFIG_X86)
231 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
232 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
233 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
234 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
235 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
236 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
237 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
238 #endif
239 #elif defined(CONFIG_PPC)
240 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
241 #elif defined(CONFIG_PARISC)
242 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
243 #elif defined(CONFIG_METAG)
244 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
245 #elif defined(CONFIG_IA64)
246 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
247 #elif !defined(CONFIG_MMU)
248 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
249 #endif
250
251 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
252 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
253 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
254 #else
255 # define VM_MPX         VM_NONE
256 #endif
257
258 #ifndef VM_GROWSUP
259 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
260 #endif
261
262 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
263 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
264
265 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
266 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
267 #endif
268
269 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
270 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
271 #else
272 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
273 #endif
274
275 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
276
277 /*
278  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
279  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
280  */
281 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
282
283 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
284 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
285
286 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
287 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
288
289 /*
290  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
291  * low four bits) to a page protection mask..
292  */
293 extern pgprot_t protection_map[16];
294
295 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
296 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
297 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
298 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
299 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
300 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
301 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
302 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
303 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
304
305 #define FAULT_FLAG_TRACE \
306         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
307         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
308         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
309         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
310         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
311         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
312         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
313         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
314         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
315
316 /*
317  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
318  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
319  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
320  *
321  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
322  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
323  *
324  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
325  */
326 struct vm_fault {
327         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
328         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
329         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
330         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
331         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
332         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
333                                          * the 'address' */
334         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
335                                          * the 'address'
336                                          */
337         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
338
339         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
340         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
341         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
342                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
343                                          * is set (which is also implied by
344                                          * VM_FAULT_ERROR).
345                                          */
346         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
347         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
348                                          * the 'address'. NULL if the page
349                                          * table hasn't been allocated.
350                                          */
351         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
352                                          * Protects pte page table if 'pte'
353                                          * is not NULL, otherwise pmd.
354                                          */
355         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
356                                          * vm_ops->map_pages() calls
357                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
358                                          * do_fault_around() pre-allocates
359                                          * page table to avoid allocation from
360                                          * atomic context.
361                                          */
362 };
363
364 /* page entry size for vm->huge_fault() */
365 enum page_entry_size {
366         PE_SIZE_PTE = 0,
367         PE_SIZE_PMD,
368         PE_SIZE_PUD,
369 };
370
371 /*
372  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
373  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
374  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
375  */
376 struct vm_operations_struct {
377         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
378         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
379         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
380         int (*fault)(struct vm_fault *vmf);
381         int (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, enum page_entry_size pe_size);
382         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
383                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
384
385         /* notification that a previously read-only page is about to become
386          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
387         int (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
388
389         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
390         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
391
392         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
393          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
394          */
395         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
396                       void *buf, int len, int write);
397
398         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
399          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
400          * vma to be dumped unconditionally. */
401         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
402
403 #ifdef CONFIG_NUMA
404         /*
405          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
406          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
407          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
408          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
409          * mempolicy.
410          */
411         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
412
413         /*
414          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
415          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
416          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
417          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
418          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
419          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
420          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
421          * policy.
422          */
423         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
424                                         unsigned long addr);
425 #endif
426         /*
427          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
428          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
429          * (using pte_page()) would not find the correct page.
430          */
431         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
432                                           unsigned long addr);
433 };
434
435 struct mmu_gather;
436 struct inode;
437
438 #define page_private(page)              ((page)->private)
439 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
440
441 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
442 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
443 {
444         return 0;
445 }
446 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
447 {
448         return 0;
449 }
450 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
451 {
452         return 0;
453 }
454 #endif
455
456 /*
457  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
458  * files which need it (119 of them)
459  */
460 #include <linux/page-flags.h>
461 #include <linux/huge_mm.h>
462
463 /*
464  * Methods to modify the page usage count.
465  *
466  * What counts for a page usage:
467  * - cache mapping   (page->mapping)
468  * - private data    (page->private)
469  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
470  *   is counted separately
471  *
472  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
473  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
474  */
475
476 /*
477  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
478  */
479 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
480 {
481         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
482         return page_ref_dec_and_test(page);
483 }
484
485 /*
486  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
487  * that is the case.
488  * This can be called when MMU is off so it must not access
489  * any of the virtual mappings.
490  */
491 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
492 {
493         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
494 }
495
496 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
497
498 enum {
499         REGION_INTERSECTS,
500         REGION_DISJOINT,
501         REGION_MIXED,
502 };
503
504 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
505                       unsigned long desc);
506
507 /* Support for virtually mapped pages */
508 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
509 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
510
511 /*
512  * Determine if an address is within the vmalloc range
513  *
514  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
515  * is no special casing required.
516  */
517 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
518 {
519 #ifdef CONFIG_MMU
520         unsigned long addr = (unsigned long)x;
521
522         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
523 #else
524         return false;
525 #endif
526 }
527 #ifdef CONFIG_MMU
528 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
529 #else
530 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
531 {
532         return 0;
533 }
534 #endif
535
536 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
537 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
538 {
539         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
540 }
541 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
542 {
543         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
544 }
545 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
546 {
547         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
548 }
549
550 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
551 {
552         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
553                 return NULL;
554
555         return kvmalloc(n * size, flags);
556 }
557
558 extern void kvfree(const void *addr);
559
560 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
561 {
562         return &page[1].compound_mapcount;
563 }
564
565 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
566 {
567         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
568         page = compound_head(page);
569         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
570 }
571
572 /*
573  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
574  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
575  * and atomic_add_negative(-1).
576  */
577 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
578 {
579         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
580 }
581
582 int __page_mapcount(struct page *page);
583
584 static inline int page_mapcount(struct page *page)
585 {
586         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
587
588         if (unlikely(PageCompound(page)))
589                 return __page_mapcount(page);
590         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
591 }
592
593 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
594 int total_mapcount(struct page *page);
595 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
596 #else
597 static inline int total_mapcount(struct page *page)
598 {
599         return page_mapcount(page);
600 }
601 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
602                                            int *total_mapcount)
603 {
604         int mapcount = page_mapcount(page);
605         if (total_mapcount)
606                 *total_mapcount = mapcount;
607         return mapcount;
608 }
609 #endif
610
611 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(x);
614
615         return compound_head(page);
616 }
617
618 void __put_page(struct page *page);
619
620 void put_pages_list(struct list_head *pages);
621
622 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
623
624 /*
625  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
626  * prototype for that function and accessor functions.
627  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
628  */
629 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
630
631 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
632 enum compound_dtor_id {
633         NULL_COMPOUND_DTOR,
634         COMPOUND_PAGE_DTOR,
635 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
636         HUGETLB_PAGE_DTOR,
637 #endif
638 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
639         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
640 #endif
641         NR_COMPOUND_DTORS,
642 };
643 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
644
645 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
646                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
647 {
648         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
649         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
650 }
651
652 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
653 {
654         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
655         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
656 }
657
658 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
659 {
660         if (!PageHead(page))
661                 return 0;
662         return page[1].compound_order;
663 }
664
665 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
666 {
667         page[1].compound_order = order;
668 }
669
670 void free_compound_page(struct page *page);
671
672 #ifdef CONFIG_MMU
673 /*
674  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
675  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
676  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
677  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
678  */
679 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
680 {
681         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
682                 pte = pte_mkwrite(pte);
683         return pte;
684 }
685
686 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
687                 struct page *page);
688 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
689 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
690 #endif
691
692 /*
693  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
694  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
695  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
696  * only one copy in memory, at most, normally.
697  *
698  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
699  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
700  *   freelist management in the buddy allocator.
701  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
702  *
703  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
704  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
705  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
706  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
707  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
708  *
709  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
710  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
711  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
712  * and page->virtual store page management information, but all other fields
713  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
714  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
715  * subsequently been given references to it.
716  *
717  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
718  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
719  * The following discussion applies only to them.
720  *
721  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
722  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
723  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
724  * into the filesystem to release these pages.
725  *
726  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
727  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
728  * in units of PAGE_SIZE.
729  *
730  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
731  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
732  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
733  *
734  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
735  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
736  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
737  *
738  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
739  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
740  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
741  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
742  *
743  * All pagecache pages may be subject to I/O:
744  * - inode pages may need to be read from disk,
745  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
746  *   to be written back to the inode on disk,
747  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
748  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
749  *   back into memory.
750  */
751
752 /*
753  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
754  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
755  */
756
757 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
758 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
759 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
760 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
761 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
762
763 /*
764  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
765  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
766  * the compiler will optimise away reference to them.
767  */
768 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
769 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
770 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
771 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
772
773 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
774 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
775 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
776 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
777                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
778 #else
779 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
780 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
781                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
782 #endif
783
784 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
785
786 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
787 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
788 #endif
789
790 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
791 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
792 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
793 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
794 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
795
796 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
797 {
798         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
799 }
800
801 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
802 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
803 {
804         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
805 }
806 #else
807 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
808 {
809         return false;
810 }
811 #endif
812
813 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
814 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
815 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
816 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
817 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
818 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
819 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
820 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
821 {
822 }
823 #define IS_HMM_ENABLED 0
824 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
825 {
826         return false;
827 }
828 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
829 {
830         return false;
831 }
832 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
833
834
835 static inline void get_page(struct page *page)
836 {
837         page = compound_head(page);
838         /*
839          * Getting a normal page or the head of a compound page
840          * requires to already have an elevated page->_refcount.
841          */
842         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
843         page_ref_inc(page);
844 }
845
846 static inline void put_page(struct page *page)
847 {
848         page = compound_head(page);
849
850         /*
851          * For private device pages we need to catch refcount transition from
852          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
853          * free and we need to inform the device driver through callback. See
854          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
855          */
856         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
857             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
858                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
859                 return;
860         }
861
862         if (put_page_testzero(page))
863                 __put_page(page);
864 }
865
866 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
867 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
868 #endif
869
870 /*
871  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
872  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
873  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
874  * node id available in page flags.
875  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
876  * pages in a zone.
877  */
878 static inline int page_zone_id(struct page *page)
879 {
880         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
881 }
882
883 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
884 {
885 #ifdef CONFIG_NUMA
886         return zone->node;
887 #else
888         return 0;
889 #endif
890 }
891
892 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
893 extern int page_to_nid(const struct page *page);
894 #else
895 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
896 {
897         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
898 }
899 #endif
900
901 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
902 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
903 {
904         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
905 }
906
907 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
908 {
909         return cpupid & LAST__PID_MASK;
910 }
911
912 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
913 {
914         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
915 }
916
917 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
918 {
919         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
920 }
921
922 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
923 {
924         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
925 }
926
927 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
928 {
929         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
930 }
931
932 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
933 {
934         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
935 }
936
937 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
938 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
939 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
940 {
941         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
942 }
943
944 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
945 {
946         return page->_last_cpupid;
947 }
948 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
949 {
950         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
951 }
952 #else
953 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
954 {
955         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
956 }
957
958 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
959
960 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
961 {
962         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
963 }
964 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
965 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
966 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
967 {
968         return page_to_nid(page); /* XXX */
969 }
970
971 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
972 {
973         return page_to_nid(page); /* XXX */
974 }
975
976 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
977 {
978         return -1;
979 }
980
981 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
982 {
983         return -1;
984 }
985
986 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
987 {
988         return -1;
989 }
990
991 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
992 {
993         return -1;
994 }
995
996 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
997 {
998         return 1;
999 }
1000
1001 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1002 {
1003 }
1004
1005 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1006 {
1007         return false;
1008 }
1009 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1010
1011 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1012 {
1013         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1014 }
1015
1016 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1017 {
1018         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1019 }
1020
1021 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1022 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1023 {
1024         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1025         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1026 }
1027
1028 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1029 {
1030         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1031 }
1032 #endif
1033
1034 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1035 {
1036         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1037         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1038 }
1039
1040 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1041 {
1042         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1043         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1044 }
1045
1046 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1047         unsigned long node, unsigned long pfn)
1048 {
1049         set_page_zone(page, zone);
1050         set_page_node(page, node);
1051 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1052         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1053 #endif
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_MEMCG
1057 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1058 {
1059         return page->mem_cgroup;
1060 }
1061 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1062 {
1063         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1064         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1065 }
1066 #else
1067 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1068 {
1069         return NULL;
1070 }
1071 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1072 {
1073         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1074         return NULL;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 /*
1079  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1080  */
1081 #include <linux/vmstat.h>
1082
1083 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1084 {
1085         return page_to_virt(page);
1086 }
1087
1088 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1089 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1090 #endif
1091
1092 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1093 static inline void *page_address(const struct page *page)
1094 {
1095         return page->virtual;
1096 }
1097 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1098 {
1099         page->virtual = address;
1100 }
1101 #define page_address_init()  do { } while(0)
1102 #endif
1103
1104 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1105 void *page_address(const struct page *page);
1106 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1107 void page_address_init(void);
1108 #endif
1109
1110 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1111 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1112 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1113 #define page_address_init()  do { } while(0)
1114 #endif
1115
1116 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1117 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1118 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1119
1120 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1121
1122 static inline
1123 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1124 {
1125         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1126                 return __page_file_mapping(page);
1127
1128         return page->mapping;
1129 }
1130
1131 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1132
1133 /*
1134  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1135  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1136  */
1137 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1138 {
1139         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1140                 return __page_file_index(page);
1141         return page->index;
1142 }
1143
1144 bool page_mapped(struct page *page);
1145 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1146
1147 /*
1148  * Return true only if the page has been allocated with
1149  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1150  * met implying that the system is under some pressure.
1151  */
1152 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1153 {
1154         /*
1155          * Page index cannot be this large so this must be
1156          * a pfmemalloc page.
1157          */
1158         return page->index == -1UL;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1163  * page.
1164  */
1165 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1166 {
1167         page->index = -1UL;
1168 }
1169
1170 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1171 {
1172         page->index = 0;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1177  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1178  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1179  */
1180
1181 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1182 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1183 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1184 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1185 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1186 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1187 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1188
1189 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1190 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1191 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1192 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1193 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1194
1195 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1196
1197 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1198                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1199                          VM_FAULT_FALLBACK)
1200
1201 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1202         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1203         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1204         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1205         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1206         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1207         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1208         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1209         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1210         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1211         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1212         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1213         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }
1214
1215 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1216 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1217 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1218
1219 /*
1220  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1221  */
1222 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1223
1224 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1225
1226 /*
1227  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1228  * various contexts.
1229  */
1230 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1231
1232 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1233
1234 extern bool can_do_mlock(void);
1235 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1236 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1237
1238 /*
1239  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1240  */
1241 struct zap_details {
1242         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1243         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1244         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1245 };
1246
1247 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1248                              pte_t pte, bool with_public_device);
1249 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1250
1251 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1252                                 pmd_t pmd);
1253
1254 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1255                 unsigned long size);
1256 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1257                 unsigned long size);
1258 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1259                 unsigned long start, unsigned long end);
1260
1261 /**
1262  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1263  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1264  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1265  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1266  *             regular PUDs.
1267  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1268  *             this handler is required to be able to handle
1269  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1270  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1271  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1272  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1273  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1274  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1275  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1276  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1277  *             and a negative one means "abort current page table walk
1278  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1279  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1280  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1281  * @private:   private data for callbacks' usage
1282  *
1283  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1284  */
1285 struct mm_walk {
1286         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1287                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1288         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1289                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1290         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1291                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1292         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1293                         struct mm_walk *walk);
1294         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1295                              unsigned long addr, unsigned long next,
1296                              struct mm_walk *walk);
1297         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1298                         struct mm_walk *walk);
1299         struct mm_struct *mm;
1300         struct vm_area_struct *vma;
1301         void *private;
1302 };
1303
1304 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1305                 struct mm_walk *walk);
1306 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1307 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1308                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1309 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1310                         struct vm_area_struct *vma);
1311 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1312                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1313 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1314                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1315                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1316 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1317         unsigned long *pfn);
1318 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1319                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1320 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1321                         void *buf, int len, int write);
1322
1323 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1324                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1325 {
1326         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1327 }
1328
1329 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1330 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1331 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1332 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1333 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1334 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1335 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1336
1337 #ifdef CONFIG_MMU
1338 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1339                 unsigned int flags);
1340 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1341                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1342                             bool *unlocked);
1343 #else
1344 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1345                 unsigned long address, unsigned int flags)
1346 {
1347         /* should never happen if there's no MMU */
1348         BUG();
1349         return VM_FAULT_SIGBUS;
1350 }
1351 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1352                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1353                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1354 {
1355         /* should never happen if there's no MMU */
1356         BUG();
1357         return -EFAULT;
1358 }
1359 #endif
1360
1361 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len,
1362                 unsigned int gup_flags);
1363 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1364                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1365 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1366                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1367
1368 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1369                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1370                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1371                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1372 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1373                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1374                             struct vm_area_struct **vmas);
1375 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1376                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1377 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1378                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1379 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1380                         struct page **pages);
1381
1382 /* Container for pinned pfns / pages */
1383 struct frame_vector {
1384         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1385         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1386         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1387         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1388         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1389                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1390                                  * for access */
1391 };
1392
1393 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1394 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1395 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1396                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1397 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1398 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1399 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1400
1401 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1402 {
1403         return vec->nr_frames;
1404 }
1405
1406 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1407 {
1408         if (vec->is_pfns) {
1409                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1410
1411                 if (err)
1412                         return ERR_PTR(err);
1413         }
1414         return (struct page **)(vec->ptrs);
1415 }
1416
1417 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1418 {
1419         if (!vec->is_pfns)
1420                 frame_vector_to_pfns(vec);
1421         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1422 }
1423
1424 struct kvec;
1425 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1426                         struct page **pages);
1427 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1428 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1429
1430 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1431 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1432                               unsigned int length);
1433
1434 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1435 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1436 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1437                                 struct page *page);
1438 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1439 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1440                           struct bdi_writeback *wb);
1441 int set_page_dirty(struct page *page);
1442 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1443 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1444 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1445
1446 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1447
1448 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1449 {
1450         return !vma->vm_ops;
1451 }
1452
1453 #ifdef CONFIG_SHMEM
1454 /*
1455  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1456  * paths in userfault.
1457  */
1458 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1459 #else
1460 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1461 #endif
1462
1463 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1464
1465 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1466                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1467                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1468                 bool need_rmap_locks);
1469 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1470                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1471                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1472 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1473                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1474                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1475
1476 /*
1477  * doesn't attempt to fault and will return short.
1478  */
1479 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1480                           struct page **pages);
1481 /*
1482  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1483  */
1484 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1485 {
1486         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1487
1488 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1489         /*
1490          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1491          * But it's never be expected number for users.
1492          */
1493         if (val < 0)
1494                 val = 0;
1495 #endif
1496         return (unsigned long)val;
1497 }
1498
1499 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1500 {
1501         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1502 }
1503
1504 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1505 {
1506         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1507 }
1508
1509 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1510 {
1511         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1512 }
1513
1514 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1515 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1516 {
1517         if (PageSwapBacked(page))
1518                 return MM_SHMEMPAGES;
1519         return MM_FILEPAGES;
1520 }
1521
1522 static inline int mm_counter(struct page *page)
1523 {
1524         if (PageAnon(page))
1525                 return MM_ANONPAGES;
1526         return mm_counter_file(page);
1527 }
1528
1529 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1530 {
1531         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1532                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1533                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1534 }
1535
1536 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1537 {
1538         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1539 }
1540
1541 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1542 {
1543         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1544 }
1545
1546 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1547 {
1548         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1549
1550         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1551                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1552 }
1553
1554 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1555 {
1556         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1557                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1558 }
1559
1560 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1561 {
1562         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1563 }
1564
1565 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1566                                          struct mm_struct *mm)
1567 {
1568         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1569
1570         if (*maxrss < hiwater_rss)
1571                 *maxrss = hiwater_rss;
1572 }
1573
1574 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1575 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1576 #else
1577 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1578 {
1579 }
1580 #endif
1581
1582 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1583 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1584 {
1585         return 0;
1586 }
1587 #endif
1588
1589 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1590
1591 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1592                                spinlock_t **ptl);
1593 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1594                                     spinlock_t **ptl)
1595 {
1596         pte_t *ptep;
1597         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1598         return ptep;
1599 }
1600
1601 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1602 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1603                                                 unsigned long address)
1604 {
1605         return 0;
1606 }
1607 #else
1608 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1609 #endif
1610
1611 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1612 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1613                                                 unsigned long address)
1614 {
1615         return 0;
1616 }
1617 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1618 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1619
1620 #else
1621 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1622
1623 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1624 {
1625         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1626 }
1627
1628 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1629 {
1630         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1631 }
1632 #endif
1633
1634 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1635 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1636                                                 unsigned long address)
1637 {
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1642 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1643
1644 #else
1645 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1646
1647 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1648 {
1649         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1650 }
1651
1652 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1653 {
1654         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1655 }
1656 #endif
1657
1658 #ifdef CONFIG_MMU
1659 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1660 {
1661         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1662 }
1663
1664 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1665 {
1666         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1667 }
1668
1669 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1670 {
1671         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1672 }
1673
1674 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1675 {
1676         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1677 }
1678 #else
1679
1680 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1681 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1682 {
1683         return 0;
1684 }
1685
1686 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1687 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1688 #endif
1689
1690 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1691 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1692
1693 /*
1694  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1695  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1696  */
1697 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1698
1699 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1700 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1701                 unsigned long address)
1702 {
1703         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1704                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1705 }
1706
1707 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1708                 unsigned long address)
1709 {
1710         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1711                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1712 }
1713 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1714
1715 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1716 {
1717         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1718                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1719 }
1720 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1721
1722 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1723 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1724 void __init ptlock_cache_init(void);
1725 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1726 extern void ptlock_free(struct page *page);
1727
1728 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1729 {
1730         return page->ptl;
1731 }
1732 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1733 static inline void ptlock_cache_init(void)
1734 {
1735 }
1736
1737 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1738 {
1739         return true;
1740 }
1741
1742 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1743 {
1744 }
1745
1746 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1747 {
1748         return &page->ptl;
1749 }
1750 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1751
1752 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1753 {
1754         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1755 }
1756
1757 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1758 {
1759         /*
1760          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1761          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1762          *
1763          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1764          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1765          */
1766         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1767         if (!ptlock_alloc(page))
1768                 return false;
1769         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1770         return true;
1771 }
1772
1773 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1774 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1775 {
1776         page->mapping = NULL;
1777         ptlock_free(page);
1778 }
1779
1780 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1781 /*
1782  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1783  */
1784 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1785 {
1786         return &mm->page_table_lock;
1787 }
1788 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1789 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1790 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1791 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1792
1793 static inline void pgtable_init(void)
1794 {
1795         ptlock_cache_init();
1796         pgtable_cache_init();
1797 }
1798
1799 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1800 {
1801         if (!ptlock_init(page))
1802                 return false;
1803         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1804         return true;
1805 }
1806
1807 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1808 {
1809         pte_lock_deinit(page);
1810         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1811 }
1812
1813 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1814 ({                                                      \
1815         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1816         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1817         *(ptlp) = __ptl;                                \
1818         spin_lock(__ptl);                               \
1819         __pte;                                          \
1820 })
1821
1822 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1823         spin_unlock(ptl);                               \
1824         pte_unmap(pte);                                 \
1825 } while (0)
1826
1827 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1828         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1829
1830 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1831         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1832
1833 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1834         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1835                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1836
1837 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1838         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1839                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1840
1841 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1842
1843 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1844 {
1845         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1846         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1847 }
1848
1849 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1850 {
1851         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1852 }
1853
1854 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1855 {
1856 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1857         page->pmd_huge_pte = NULL;
1858 #endif
1859         return ptlock_init(page);
1860 }
1861
1862 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1863 {
1864 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1865         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1866 #endif
1867         ptlock_free(page);
1868 }
1869
1870 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1871
1872 #else
1873
1874 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1875 {
1876         return &mm->page_table_lock;
1877 }
1878
1879 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1880 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1881
1882 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1883
1884 #endif
1885
1886 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1887 {
1888         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1889         spin_lock(ptl);
1890         return ptl;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1895  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1896  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1897  * which need to be converted from page_table_lock.
1898  */
1899 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1900 {
1901         return &mm->page_table_lock;
1902 }
1903
1904 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1905 {
1906         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1907
1908         spin_lock(ptl);
1909         return ptl;
1910 }
1911
1912 extern void __init pagecache_init(void);
1913 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1914 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1915                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1916 extern void free_initmem(void);
1917
1918 /*
1919  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1920  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1921  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1922  * Return pages freed into the buddy system.
1923  */
1924 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1925                                         int poison, char *s);
1926
1927 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1928 /*
1929  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1930  * and totalram_pages.
1931  */
1932 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1933 #endif
1934
1935 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1936 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1937
1938 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1939
1940 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1941 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1942 {
1943         ClearPageReserved(page);
1944         init_page_count(page);
1945         __free_page(page);
1946 }
1947
1948 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1949 {
1950         __free_reserved_page(page);
1951         adjust_managed_page_count(page, 1);
1952 }
1953
1954 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1955 {
1956         SetPageReserved(page);
1957         adjust_managed_page_count(page, -1);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1962  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1963  * range [0, UCHAR_MAX].
1964  * Return pages freed into the buddy system.
1965  */
1966 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1967 {
1968         extern char __init_begin[], __init_end[];
1969
1970         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1971                                   poison, "unused kernel");
1972 }
1973
1974 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1975 {
1976         int nid;
1977         unsigned long phys_pages = 0;
1978
1979         for_each_online_node(nid)
1980                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1981
1982         return phys_pages;
1983 }
1984
1985 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1986 /*
1987  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1988  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1989  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1990  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1991  * free_area_init_node()
1992  *
1993  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1994  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1995  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1996  * usage, an architecture is expected to do something like
1997  *
1998  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1999  *                                                       max_highmem_pfn};
2000  * for_each_valid_physical_page_range()
2001  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2002  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2003  *
2004  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2005  * registered physical page range.  Similarly
2006  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2007  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2008  *
2009  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2010  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2011  */
2012 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2013 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2014 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2015                                                 unsigned long end_pfn);
2016 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2017                                                 unsigned long end_pfn);
2018 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2019                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2020 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2021 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2022                                                 unsigned long max_low_pfn);
2023 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2024
2025 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2026
2027 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2028     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2029 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2030                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2031 {
2032         return 0;
2033 }
2034 #else
2035 /* please see mm/page_alloc.c */
2036 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2037 /* there is a per-arch backend function. */
2038 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2039                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2040 #endif
2041
2042 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
2043 void zero_resv_unavail(void);
2044 #else
2045 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2046 #endif
2047
2048 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2049 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2050                                 unsigned long, enum memmap_context);
2051 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2052 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2053 extern void mem_init(void);
2054 extern void __init mmap_init(void);
2055 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2056 extern long si_mem_available(void);
2057 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2058 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2059 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2060 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2061 #endif
2062
2063 extern __printf(3, 4)
2064 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2065
2066 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2067
2068 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2069 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2070
2071 /* page_alloc.c */
2072 extern int min_free_kbytes;
2073 extern int watermark_scale_factor;
2074
2075 /* nommu.c */
2076 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2077 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2078
2079 /* interval_tree.c */
2080 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2081                               struct rb_root_cached *root);
2082 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2083                                     struct vm_area_struct *prev,
2084                                     struct rb_root_cached *root);
2085 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2086                               struct rb_root_cached *root);
2087 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2088                                 unsigned long start, unsigned long last);
2089 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2090                                 unsigned long start, unsigned long last);
2091
2092 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2093         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2094              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2095
2096 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2097                                    struct rb_root_cached *root);
2098 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2099                                    struct rb_root_cached *root);
2100 struct anon_vma_chain *
2101 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2102                                   unsigned long start, unsigned long last);
2103 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2104         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2105 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2106 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2107 #endif
2108
2109 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2110         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2111              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2112
2113 /* mmap.c */
2114 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2115 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2116         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2117         struct vm_area_struct *expand);
2118 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2119         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2120 {
2121         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2122 }
2123 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2124         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2125         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2126         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2127 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2128 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2129         unsigned long addr, int new_below);
2130 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2131         unsigned long addr, int new_below);
2132 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2133 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2134         struct rb_node **, struct rb_node *);
2135 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2136 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2137         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2138         bool *need_rmap_locks);
2139 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2140
2141 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2142                                     unsigned long new,
2143                                     unsigned long start,
2144                                     unsigned long end_data,
2145                                     unsigned long start_data)
2146 {
2147         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2148                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2149                         return -ENOSPC;
2150         }
2151
2152         return 0;
2153 }
2154
2155 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2156 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2157
2158 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2159 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2160 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2161
2162 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2163 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2164
2165 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2166                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2167 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2168                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2169                                    unsigned long flags,
2170                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2171 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2172 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2173                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2174                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2175
2176 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2177
2178 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2179         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2180         struct list_head *uf);
2181 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2182         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2183         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2184         struct list_head *uf);
2185 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2186                      struct list_head *uf);
2187
2188 static inline unsigned long
2189 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2190         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2191         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2192         struct list_head *uf)
2193 {
2194         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2195 }
2196
2197 #ifdef CONFIG_MMU
2198 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2199                          int ignore_errors);
2200 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2201 {
2202         /* Ignore errors */
2203         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2204 }
2205 #else
2206 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2207 #endif
2208
2209 /* These take the mm semaphore themselves */
2210 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2211 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2212 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2213 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2214         unsigned long, unsigned long,
2215         unsigned long, unsigned long);
2216
2217 struct vm_unmapped_area_info {
2218 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2219         unsigned long flags;
2220         unsigned long length;
2221         unsigned long low_limit;
2222         unsigned long high_limit;
2223         unsigned long align_mask;
2224         unsigned long align_offset;
2225 };
2226
2227 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2228 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2229
2230 /*
2231  * Search for an unmapped address range.
2232  *
2233  * We are looking for a range that:
2234  * - does not intersect with any VMA;
2235  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2236  * - is at least the desired size.
2237  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2238  */
2239 static inline unsigned long
2240 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2241 {
2242         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2243                 return unmapped_area_topdown(info);
2244         else
2245                 return unmapped_area(info);
2246 }
2247
2248 /* truncate.c */
2249 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2250 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2251                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2252 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2253
2254 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2255 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2256 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2257                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2258 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2259
2260 /* mm/page-writeback.c */
2261 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2262 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2263
2264 /* readahead.c */
2265 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2266 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2267
2268 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2269                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2270
2271 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2272                                struct file_ra_state *ra,
2273                                struct file *filp,
2274                                pgoff_t offset,
2275                                unsigned long size);
2276
2277 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2278                                 struct file_ra_state *ra,
2279                                 struct file *filp,
2280                                 struct page *pg,
2281                                 pgoff_t offset,
2282                                 unsigned long size);
2283
2284 extern unsigned long stack_guard_gap;
2285 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2286 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2287
2288 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2289 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2290                 unsigned long address);
2291 #if VM_GROWSUP
2292 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2293 #else
2294   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2295 #endif
2296
2297 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2298 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2299 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2300                                              struct vm_area_struct **pprev);
2301
2302 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2303    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2304 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2305 {
2306         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2307
2308         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2309                 vma = NULL;
2310         return vma;
2311 }
2312
2313 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2314 {
2315         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2316
2317         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2318                 vm_start -= stack_guard_gap;
2319                 if (vm_start > vma->vm_start)
2320                         vm_start = 0;
2321         }
2322         return vm_start;
2323 }
2324
2325 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2326 {
2327         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2328
2329         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2330                 vm_end += stack_guard_gap;
2331                 if (vm_end < vma->vm_end)
2332                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2333         }
2334         return vm_end;
2335 }
2336
2337 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2338 {
2339         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2340 }
2341
2342 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2343 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2344                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2345 {
2346         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2347
2348         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2349                 vma = NULL;
2350
2351         return vma;
2352 }
2353
2354 #ifdef CONFIG_MMU
2355 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2356 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2357 #else
2358 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2359 {
2360         return __pgprot(0);
2361 }
2362 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2363 {
2364         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2365 }
2366 #endif
2367
2368 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2369 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2370                         unsigned long start, unsigned long end);
2371 #endif
2372
2373 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2374 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2375                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2376 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2377 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2378                         unsigned long pfn);
2379 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2380                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2381 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2382                         pfn_t pfn);
2383 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2384                         pfn_t pfn);
2385 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2386
2387
2388 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2389                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2390                               unsigned int *page_mask);
2391
2392 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2393                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2394 {
2395         unsigned int unused_page_mask;
2396         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2397 }
2398
2399 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2400 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2401 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2402 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2403 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2404 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2405                                  * and return without waiting upon it */
2406 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2407 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2408 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2409 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2410 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2411 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2412 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2413 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2414 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2415
2416 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2417 {
2418         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2419                 return -ENOMEM;
2420         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2421                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2422         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2423                 return -EFAULT;
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2428                         void *data);
2429 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2430                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2431
2432
2433 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2434 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2435 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2436 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2437 #else
2438 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2439 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2440                                         int enable) { }
2441 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2442 #endif
2443
2444 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2445 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2446 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2447
2448 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2449 {
2450         return _debug_pagealloc_enabled;
2451 }
2452
2453 static inline void
2454 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2455 {
2456         if (!debug_pagealloc_enabled())
2457                 return;
2458
2459         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2460 }
2461 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2462 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2463 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2464 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2465 static inline void
2466 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2467 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2468 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2469 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2470 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2471 {
2472         return false;
2473 }
2474 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2475
2476 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2477 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2478 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2479 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2480 #else
2481 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2482 {
2483         return NULL;
2484 }
2485 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2486 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2487 {
2488         return 0;
2489 }
2490 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2491
2492 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2493
2494 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2495 extern int sysctl_drop_caches;
2496 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2497                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2498 #endif
2499
2500 void drop_slab(void);
2501 void drop_slab_node(int nid);
2502
2503 #ifndef CONFIG_MMU
2504 #define randomize_va_space 0
2505 #else
2506 extern int randomize_va_space;
2507 #endif
2508
2509 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2510 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2511
2512 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2513                                    unsigned long pnum_begin,
2514                                    unsigned long pnum_end,
2515                                    unsigned long map_count,
2516                                    int nodeid);
2517
2518 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2519 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2520 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2521 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2522 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2523 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2524 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2525 struct vmem_altmap;
2526 void *__vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
2527                 struct vmem_altmap *altmap);
2528 static inline void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
2529 {
2530         return __vmemmap_alloc_block_buf(size, node, NULL);
2531 }
2532
2533 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2534 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2535                                int node);
2536 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2537 void vmemmap_populate_print_last(void);
2538 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2539 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2540 #endif
2541 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2542                                   unsigned long nr_pages);
2543
2544 enum mf_flags {
2545         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2546         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2547         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2548         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2549 };
2550 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2551 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2552 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2553 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2554 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2555 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2556 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2557 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2558 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2559 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2560
2561
2562 /*
2563  * Error handlers for various types of pages.
2564  */
2565 enum mf_result {
2566         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2567         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2568         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2569         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2570 };
2571
2572 enum mf_action_page_type {
2573         MF_MSG_KERNEL,
2574         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2575         MF_MSG_SLAB,
2576         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2577         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2578         MF_MSG_HUGE,
2579         MF_MSG_FREE_HUGE,
2580         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2581         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2582         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2583         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2584         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2585         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2586         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2587         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2588         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2589         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2590         MF_MSG_BUDDY,
2591         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2592         MF_MSG_UNKNOWN,
2593 };
2594
2595 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2596 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2597                             unsigned long addr_hint,
2598                             unsigned int pages_per_huge_page);
2599 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2600                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2601                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2602 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2603                                 const void __user *usr_src,
2604                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2605                                 bool allow_pagefault);
2606 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2607
2608 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2609
2610 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2611 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2612 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2613
2614 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2615 {
2616         return _debug_guardpage_minorder;
2617 }
2618
2619 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2620 {
2621         return _debug_guardpage_enabled;
2622 }
2623
2624 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2625 {
2626         struct page_ext *page_ext;
2627
2628         if (!debug_guardpage_enabled())
2629                 return false;
2630
2631         page_ext = lookup_page_ext(page);
2632         if (unlikely(!page_ext))
2633                 return false;
2634
2635         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2636 }
2637 #else
2638 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2639 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2640 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2641 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2642
2643 #if MAX_NUMNODES > 1
2644 void __init setup_nr_node_ids(void);
2645 #else
2646 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2647 #endif
2648
2649 #endif /* __KERNEL__ */
2650 #endif /* _LINUX_MM_H */