Merge tag 's390-5.5-4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30
31 struct mempolicy;
32 struct anon_vma;
33 struct anon_vma_chain;
34 struct file_ra_state;
35 struct user_struct;
36 struct writeback_control;
37 struct bdi_writeback;
38
39 void init_mm_internals(void);
40
41 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
42 extern unsigned long max_mapnr;
43
44 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
45 {
46         max_mapnr = limit;
47 }
48 #else
49 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
50 #endif
51
52 extern atomic_long_t _totalram_pages;
53 static inline unsigned long totalram_pages(void)
54 {
55         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
56 }
57
58 static inline void totalram_pages_inc(void)
59 {
60         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
61 }
62
63 static inline void totalram_pages_dec(void)
64 {
65         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
66 }
67
68 static inline void totalram_pages_add(long count)
69 {
70         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
71 }
72
73 static inline void totalram_pages_set(long val)
74 {
75         atomic_long_set(&_totalram_pages, val);
76 }
77
78 extern void * high_memory;
79 extern int page_cluster;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/pgtable.h>
100 #include <asm/processor.h>
101
102 /*
103  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
104  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
105  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
106  * redefine this macro to strip tags from pointers.
107  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
108  */
109 #ifndef untagged_addr
110 #define untagged_addr(addr) (addr)
111 #endif
112
113 #ifndef __pa_symbol
114 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
115 #endif
116
117 #ifndef page_to_virt
118 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
119 #endif
120
121 #ifndef lm_alias
122 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
123 #endif
124
125 /*
126  * To prevent common memory management code establishing
127  * a zero page mapping on a read fault.
128  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
129  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
130  * related to the physical page in case of virtualization.
131  */
132 #ifndef mm_forbids_zeropage
133 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
134 #endif
135
136 /*
137  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
138  * If an architecture decides to implement their own version of
139  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
140  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
141  */
142 #if BITS_PER_LONG == 64
143 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
144  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
145  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
146  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
147  * this can result in several of the writes here being dropped.
148  */
149 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
150 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
151 {
152         unsigned long *_pp = (void *)page;
153
154          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
155         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
156         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
158
159         switch (sizeof(struct page)) {
160         case 80:
161                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
162         case 72:
163                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
164         case 64:
165                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
166         case 56:
167                 _pp[6] = 0;
168                 _pp[5] = 0;
169                 _pp[4] = 0;
170                 _pp[3] = 0;
171                 _pp[2] = 0;
172                 _pp[1] = 0;
173                 _pp[0] = 0;
174         }
175 }
176 #else
177 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
178 #endif
179
180 /*
181  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
182  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
183  * problem.
184  *
185  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
186  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
187  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
188  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
189  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
190  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
191  *
192  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
193  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
194  * that.
195  */
196 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
197 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
198
199 extern int sysctl_max_map_count;
200
201 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
202 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
203
204 extern int sysctl_overcommit_memory;
205 extern int sysctl_overcommit_ratio;
206 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
207
208 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
209                                     size_t *, loff_t *);
210 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
211                                     size_t *, loff_t *);
212
213 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
214
215 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
216 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
217
218 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
219 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
220
221 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
222
223 /*
224  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
225  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
226  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
227  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
228  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
229  * mmap() functions).
230  */
231
232 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
233 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
234 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
235
236 #ifndef CONFIG_MMU
237 extern struct rb_root nommu_region_tree;
238 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
239
240 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
241 #endif
242
243 /*
244  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
245  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
246  */
247 #define VM_NONE         0x00000000
248
249 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
250 #define VM_WRITE        0x00000002
251 #define VM_EXEC         0x00000004
252 #define VM_SHARED       0x00000008
253
254 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
255 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
256 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
257 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
258 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
259
260 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
261 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
262 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
263 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
264 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
265
266 #define VM_LOCKED       0x00002000
267 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
268
269                                         /* Used by sys_madvise() */
270 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
271 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
272
273 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
274 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
275 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
276 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
277 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
278 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
279 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
280 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
281 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
282 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
283
284 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
285 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
286 #else
287 # define VM_SOFTDIRTY   0
288 #endif
289
290 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
291 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
292 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
293 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
294
295 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
296 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
297 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
298 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
299 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
300 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
301 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
302 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
303 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
304 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
305 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
306 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
307
308 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
309 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
310 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
311 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
312 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
313 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
314 #ifdef CONFIG_PPC
315 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
316 #else
317 # define VM_PKEY_BIT4  0
318 #endif
319 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
320
321 #if defined(CONFIG_X86)
322 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
323 #elif defined(CONFIG_PPC)
324 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
325 #elif defined(CONFIG_PARISC)
326 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
327 #elif defined(CONFIG_IA64)
328 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
329 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
330 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
331 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
332 #elif !defined(CONFIG_MMU)
333 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
334 #endif
335
336 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
337 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
338 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
339 #else
340 # define VM_MPX         VM_NONE
341 #endif
342
343 #ifndef VM_GROWSUP
344 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
345 #endif
346
347 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
348 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
349
350 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
351 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
352 #endif
353
354 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
355 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
356 #else
357 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
358 #endif
359
360 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
361
362 /*
363  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
364  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
365  */
366 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
367
368 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
369 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
370
371 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
372 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
373
374 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
375 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
376 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
377 #endif
378 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
379
380 /*
381  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
382  * low four bits) to a page protection mask..
383  */
384 extern pgprot_t protection_map[16];
385
386 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
387 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
388 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
389 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
390 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
391 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
392 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
393 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
394 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
395
396 #define FAULT_FLAG_TRACE \
397         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
398         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
399         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
400         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
401         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
402         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
403         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
404         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
405         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
406
407 /*
408  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
409  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
410  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
411  *
412  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
413  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
414  *
415  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
416  */
417 struct vm_fault {
418         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
419         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
420         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
421         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
422         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
423         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
424                                          * the 'address' */
425         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
426                                          * the 'address'
427                                          */
428         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
429
430         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
431         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
432         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
433                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
434                                          * is set (which is also implied by
435                                          * VM_FAULT_ERROR).
436                                          */
437         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
438         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
439                                          * the 'address'. NULL if the page
440                                          * table hasn't been allocated.
441                                          */
442         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
443                                          * Protects pte page table if 'pte'
444                                          * is not NULL, otherwise pmd.
445                                          */
446         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
447                                          * vm_ops->map_pages() calls
448                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
449                                          * do_fault_around() pre-allocates
450                                          * page table to avoid allocation from
451                                          * atomic context.
452                                          */
453 };
454
455 /* page entry size for vm->huge_fault() */
456 enum page_entry_size {
457         PE_SIZE_PTE = 0,
458         PE_SIZE_PMD,
459         PE_SIZE_PUD,
460 };
461
462 /*
463  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
464  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
465  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
466  */
467 struct vm_operations_struct {
468         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
469         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
470         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
471         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
472         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
473         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
474                         enum page_entry_size pe_size);
475         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
476                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
477         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
478
479         /* notification that a previously read-only page is about to become
480          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
481         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
482
483         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
484         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
485
486         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
487          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
488          */
489         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
490                       void *buf, int len, int write);
491
492         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
493          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
494          * vma to be dumped unconditionally. */
495         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
496
497 #ifdef CONFIG_NUMA
498         /*
499          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
500          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
501          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
502          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
503          * mempolicy.
504          */
505         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
506
507         /*
508          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
509          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
510          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
511          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
512          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
513          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
514          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
515          * policy.
516          */
517         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
518                                         unsigned long addr);
519 #endif
520         /*
521          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
522          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
523          * (using pte_page()) would not find the correct page.
524          */
525         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
526                                           unsigned long addr);
527 };
528
529 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
530 {
531         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
532
533         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
534         vma->vm_mm = mm;
535         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
536         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
537 }
538
539 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
540 {
541         vma->vm_ops = NULL;
542 }
543
544 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
545 {
546         return !vma->vm_ops;
547 }
548
549 #ifdef CONFIG_SHMEM
550 /*
551  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
552  * paths in userfault.
553  */
554 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
555 #else
556 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
557 #endif
558
559 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
560
561 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
562 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
563
564 struct mmu_gather;
565 struct inode;
566
567 /*
568  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
569  * files which need it (119 of them)
570  */
571 #include <linux/page-flags.h>
572 #include <linux/huge_mm.h>
573
574 /*
575  * Methods to modify the page usage count.
576  *
577  * What counts for a page usage:
578  * - cache mapping   (page->mapping)
579  * - private data    (page->private)
580  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
581  *   is counted separately
582  *
583  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
584  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
585  */
586
587 /*
588  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
589  */
590 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
591 {
592         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
593         return page_ref_dec_and_test(page);
594 }
595
596 /*
597  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
598  * that is the case.
599  * This can be called when MMU is off so it must not access
600  * any of the virtual mappings.
601  */
602 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
603 {
604         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
605 }
606
607 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
608
609 enum {
610         REGION_INTERSECTS,
611         REGION_DISJOINT,
612         REGION_MIXED,
613 };
614
615 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
616                       unsigned long desc);
617
618 /* Support for virtually mapped pages */
619 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
620 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
621
622 /*
623  * Determine if an address is within the vmalloc range
624  *
625  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
626  * is no special casing required.
627  */
628 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
629 {
630 #ifdef CONFIG_MMU
631         unsigned long addr = (unsigned long)x;
632
633         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
634 #else
635         return false;
636 #endif
637 }
638
639 #ifndef is_ioremap_addr
640 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
641 #endif
642
643 #ifdef CONFIG_MMU
644 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
645 #else
646 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
647 {
648         return 0;
649 }
650 #endif
651
652 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
653 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
654 {
655         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
656 }
657 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
658 {
659         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
660 }
661 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
662 {
663         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
664 }
665
666 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
667 {
668         size_t bytes;
669
670         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
671                 return NULL;
672
673         return kvmalloc(bytes, flags);
674 }
675
676 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
677 {
678         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
679 }
680
681 extern void kvfree(const void *addr);
682
683 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
684 {
685         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
686         page = compound_head(page);
687         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
688 }
689
690 /*
691  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
692  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
693  * and atomic_add_negative(-1).
694  */
695 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
696 {
697         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
698 }
699
700 int __page_mapcount(struct page *page);
701
702 static inline int page_mapcount(struct page *page)
703 {
704         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
705
706         if (unlikely(PageCompound(page)))
707                 return __page_mapcount(page);
708         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
709 }
710
711 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
712 int total_mapcount(struct page *page);
713 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
714 #else
715 static inline int total_mapcount(struct page *page)
716 {
717         return page_mapcount(page);
718 }
719 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
720                                            int *total_mapcount)
721 {
722         int mapcount = page_mapcount(page);
723         if (total_mapcount)
724                 *total_mapcount = mapcount;
725         return mapcount;
726 }
727 #endif
728
729 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
730 {
731         struct page *page = virt_to_page(x);
732
733         return compound_head(page);
734 }
735
736 void __put_page(struct page *page);
737
738 void put_pages_list(struct list_head *pages);
739
740 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
741
742 /*
743  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
744  * prototype for that function and accessor functions.
745  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
746  */
747 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
748
749 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
750 enum compound_dtor_id {
751         NULL_COMPOUND_DTOR,
752         COMPOUND_PAGE_DTOR,
753 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
754         HUGETLB_PAGE_DTOR,
755 #endif
756 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
757         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
758 #endif
759         NR_COMPOUND_DTORS,
760 };
761 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
762
763 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
764                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
765 {
766         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
767         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
768 }
769
770 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
771 {
772         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
773         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
774 }
775
776 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
777 {
778         if (!PageHead(page))
779                 return 0;
780         return page[1].compound_order;
781 }
782
783 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
784 {
785         page[1].compound_order = order;
786 }
787
788 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
789 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
790 {
791         return 1UL << compound_order(page);
792 }
793
794 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
795 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
796 {
797         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
798 }
799
800 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
801 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
802 {
803         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
804 }
805
806 void free_compound_page(struct page *page);
807
808 #ifdef CONFIG_MMU
809 /*
810  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
811  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
812  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
813  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
814  */
815 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
816 {
817         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
818                 pte = pte_mkwrite(pte);
819         return pte;
820 }
821
822 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
823                 struct page *page);
824 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
825 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
826 #endif
827
828 /*
829  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
830  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
831  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
832  * only one copy in memory, at most, normally.
833  *
834  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
835  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
836  *   freelist management in the buddy allocator.
837  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
838  *
839  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
840  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
841  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
842  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
843  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
844  *
845  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
846  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
847  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
848  * and page->virtual store page management information, but all other fields
849  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
850  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
851  * subsequently been given references to it.
852  *
853  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
854  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
855  * The following discussion applies only to them.
856  *
857  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
858  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
859  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
860  * into the filesystem to release these pages.
861  *
862  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
863  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
864  * in units of PAGE_SIZE.
865  *
866  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
867  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
868  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
869  *
870  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
871  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
872  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
873  *
874  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
875  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
876  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
877  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
878  *
879  * All pagecache pages may be subject to I/O:
880  * - inode pages may need to be read from disk,
881  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
882  *   to be written back to the inode on disk,
883  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
884  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
885  *   back into memory.
886  */
887
888 /*
889  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
890  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
891  */
892
893 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
894 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
895 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
896 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
897 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
898 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
899
900 /*
901  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
902  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
903  * the compiler will optimise away reference to them.
904  */
905 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
906 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
907 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
908 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
909 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
910
911 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
912 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
913 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
914 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
915                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
916 #else
917 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
918 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
919                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
920 #endif
921
922 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
923
924 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
925 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
926 #endif
927
928 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
929 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
930 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
931 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
932 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
933 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
934
935 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
936 {
937         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
938 }
939
940 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
941 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
942 {
943         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
944 }
945 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
946                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
947 #else
948 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
949 {
950         return false;
951 }
952 #endif
953
954 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
955 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
956 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
957 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
958 {
959         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
960                 return false;
961         if (!is_zone_device_page(page))
962                 return false;
963         switch (page->pgmap->type) {
964         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
965         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
966                 __put_devmap_managed_page(page);
967                 return true;
968         default:
969                 break;
970         }
971         return false;
972 }
973
974 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
975 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
976 {
977         return false;
978 }
979 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
980
981 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
982 {
983         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
984                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
985                 is_zone_device_page(page) &&
986                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
987 }
988
989 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
990 {
991         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
992                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
993                 is_zone_device_page(page) &&
994                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
995 }
996
997 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
998 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
999         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1000
1001 static inline void get_page(struct page *page)
1002 {
1003         page = compound_head(page);
1004         /*
1005          * Getting a normal page or the head of a compound page
1006          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1007          */
1008         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1009         page_ref_inc(page);
1010 }
1011
1012 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1013 {
1014         page = compound_head(page);
1015         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1016                 return false;
1017         page_ref_inc(page);
1018         return true;
1019 }
1020
1021 static inline void put_page(struct page *page)
1022 {
1023         page = compound_head(page);
1024
1025         /*
1026          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1027          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1028          * need to inform the device driver through callback. See
1029          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1030          */
1031         if (put_devmap_managed_page(page))
1032                 return;
1033
1034         if (put_page_testzero(page))
1035                 __put_page(page);
1036 }
1037
1038 /**
1039  * put_user_page() - release a gup-pinned page
1040  * @page:            pointer to page to be released
1041  *
1042  * Pages that were pinned via get_user_pages*() must be released via
1043  * either put_user_page(), or one of the put_user_pages*() routines
1044  * below. This is so that eventually, pages that are pinned via
1045  * get_user_pages*() can be separately tracked and uniquely handled. In
1046  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special
1047  * handling.
1048  *
1049  * put_user_page() and put_page() are not interchangeable, despite this early
1050  * implementation that makes them look the same. put_user_page() calls must
1051  * be perfectly matched up with get_user_page() calls.
1052  */
1053 static inline void put_user_page(struct page *page)
1054 {
1055         put_page(page);
1056 }
1057
1058 void put_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1059                                bool make_dirty);
1060
1061 void put_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1062
1063 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1064 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1065 #endif
1066
1067 /*
1068  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1069  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1070  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1071  * node id available in page flags.
1072  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1073  * pages in a zone.
1074  */
1075 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1076 {
1077         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1078 }
1079
1080 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1081 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1082 #else
1083 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1084 {
1085         struct page *p = (struct page *)page;
1086
1087         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1088 }
1089 #endif
1090
1091 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1092 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1093 {
1094         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1095 }
1096
1097 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1098 {
1099         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1100 }
1101
1102 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1103 {
1104         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1105 }
1106
1107 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1108 {
1109         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1110 }
1111
1112 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1113 {
1114         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1115 }
1116
1117 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1118 {
1119         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1120 }
1121
1122 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1123 {
1124         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1125 }
1126
1127 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1128 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1129 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1130 {
1131         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1132 }
1133
1134 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1135 {
1136         return page->_last_cpupid;
1137 }
1138 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1139 {
1140         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1141 }
1142 #else
1143 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1144 {
1145         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1146 }
1147
1148 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1149
1150 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1151 {
1152         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1153 }
1154 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1155 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1156 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1157 {
1158         return page_to_nid(page); /* XXX */
1159 }
1160
1161 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1162 {
1163         return page_to_nid(page); /* XXX */
1164 }
1165
1166 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1167 {
1168         return -1;
1169 }
1170
1171 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1172 {
1173         return -1;
1174 }
1175
1176 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1177 {
1178         return -1;
1179 }
1180
1181 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1182 {
1183         return -1;
1184 }
1185
1186 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1187 {
1188         return 1;
1189 }
1190
1191 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1192 {
1193 }
1194
1195 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1196 {
1197         return false;
1198 }
1199 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1200
1201 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1202 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1203 {
1204         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1205 }
1206
1207 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1208 {
1209         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1210         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1211 }
1212
1213 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1214 {
1215         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1216 }
1217 #else
1218 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1219 {
1220         return 0xff;
1221 }
1222
1223 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1224 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1225 #endif
1226
1227 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1228 {
1229         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1230 }
1231
1232 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1233 {
1234         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1235 }
1236
1237 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1238 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1239 {
1240         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1241         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1242 }
1243
1244 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1245 {
1246         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1247 }
1248 #endif
1249
1250 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1251 {
1252         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1253         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1254 }
1255
1256 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1257 {
1258         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1259         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1260 }
1261
1262 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1263         unsigned long node, unsigned long pfn)
1264 {
1265         set_page_zone(page, zone);
1266         set_page_node(page, node);
1267 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1268         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1269 #endif
1270 }
1271
1272 #ifdef CONFIG_MEMCG
1273 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1274 {
1275         return page->mem_cgroup;
1276 }
1277 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1278 {
1279         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1280         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1281 }
1282 #else
1283 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1284 {
1285         return NULL;
1286 }
1287 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1288 {
1289         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1290         return NULL;
1291 }
1292 #endif
1293
1294 /*
1295  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1296  */
1297 #include <linux/vmstat.h>
1298
1299 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1300 {
1301         return page_to_virt(page);
1302 }
1303
1304 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1305 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1306 #endif
1307
1308 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1309 static inline void *page_address(const struct page *page)
1310 {
1311         return page->virtual;
1312 }
1313 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1314 {
1315         page->virtual = address;
1316 }
1317 #define page_address_init()  do { } while(0)
1318 #endif
1319
1320 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1321 void *page_address(const struct page *page);
1322 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1323 void page_address_init(void);
1324 #endif
1325
1326 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1327 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1328 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1329 #define page_address_init()  do { } while(0)
1330 #endif
1331
1332 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1333 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1334 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1335
1336 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1337
1338 static inline
1339 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1340 {
1341         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1342                 return __page_file_mapping(page);
1343
1344         return page->mapping;
1345 }
1346
1347 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1348
1349 /*
1350  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1351  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1352  */
1353 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1354 {
1355         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1356                 return __page_file_index(page);
1357         return page->index;
1358 }
1359
1360 bool page_mapped(struct page *page);
1361 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1362 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1363
1364 /*
1365  * Return true only if the page has been allocated with
1366  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1367  * met implying that the system is under some pressure.
1368  */
1369 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1370 {
1371         /*
1372          * Page index cannot be this large so this must be
1373          * a pfmemalloc page.
1374          */
1375         return page->index == -1UL;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1380  * page.
1381  */
1382 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1383 {
1384         page->index = -1UL;
1385 }
1386
1387 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1388 {
1389         page->index = 0;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1394  */
1395 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1396
1397 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1398
1399 /*
1400  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1401  * various contexts.
1402  */
1403 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1404
1405 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1406
1407 #ifdef CONFIG_MMU
1408 extern bool can_do_mlock(void);
1409 #else
1410 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1411 #endif
1412 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1413 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1414
1415 /*
1416  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1417  */
1418 struct zap_details {
1419         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1420         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1421         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1422 };
1423
1424 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1425                              pte_t pte);
1426 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1427                                 pmd_t pmd);
1428
1429 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1430                   unsigned long size);
1431 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1432                     unsigned long size);
1433 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1434                 unsigned long start, unsigned long end);
1435
1436 struct mmu_notifier_range;
1437
1438 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1439                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1440 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1441                         struct vm_area_struct *vma);
1442 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1443                    struct mmu_notifier_range *range,
1444                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1445 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1446         unsigned long *pfn);
1447 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1448                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1449 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1450                         void *buf, int len, int write);
1451
1452 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1453 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1454 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1455 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1456 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1457 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1458 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1459
1460 #ifdef CONFIG_MMU
1461 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1462                         unsigned long address, unsigned int flags);
1463 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1464                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1465                             bool *unlocked);
1466 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1467                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1468 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1469                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1470 #else
1471 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1472                 unsigned long address, unsigned int flags)
1473 {
1474         /* should never happen if there's no MMU */
1475         BUG();
1476         return VM_FAULT_SIGBUS;
1477 }
1478 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1479                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1480                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1481 {
1482         /* should never happen if there's no MMU */
1483         BUG();
1484         return -EFAULT;
1485 }
1486 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1487                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1488 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1489                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1490 #endif
1491
1492 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1493                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1494 {
1495         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1496 }
1497
1498 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1499                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1500 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1501                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1502 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1503                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1504
1505 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1506                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1507                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1508                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1509 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1510                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1511                             struct vm_area_struct **vmas);
1512 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1513                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1514 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1515                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1516
1517 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1518                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1519
1520 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1521 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1522                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1523
1524 /* Container for pinned pfns / pages */
1525 struct frame_vector {
1526         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1527         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1528         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1529         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1530         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1531                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1532                                  * for access */
1533 };
1534
1535 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1536 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1537 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1538                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1539 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1540 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1541 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1542
1543 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1544 {
1545         return vec->nr_frames;
1546 }
1547
1548 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1549 {
1550         if (vec->is_pfns) {
1551                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1552
1553                 if (err)
1554                         return ERR_PTR(err);
1555         }
1556         return (struct page **)(vec->ptrs);
1557 }
1558
1559 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1560 {
1561         if (!vec->is_pfns)
1562                 frame_vector_to_pfns(vec);
1563         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1564 }
1565
1566 struct kvec;
1567 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1568                         struct page **pages);
1569 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1570 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1571
1572 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1573 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1574                               unsigned int length);
1575
1576 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1577 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1578 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1579 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1580                                 struct page *page);
1581 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1582 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1583                           struct bdi_writeback *wb);
1584 int set_page_dirty(struct page *page);
1585 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1586 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1587 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1588 {
1589         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1590         if (PageDirty(page))
1591                 __cancel_dirty_page(page);
1592 }
1593 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1594
1595 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1596
1597 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1598                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1599                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1600                 bool need_rmap_locks);
1601 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1602                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1603                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1604 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1605                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1606                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1607
1608 /*
1609  * doesn't attempt to fault and will return short.
1610  */
1611 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1612                           struct page **pages);
1613 /*
1614  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1615  */
1616 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1617 {
1618         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1619
1620 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1621         /*
1622          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1623          * But it's never be expected number for users.
1624          */
1625         if (val < 0)
1626                 val = 0;
1627 #endif
1628         return (unsigned long)val;
1629 }
1630
1631 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1632
1633 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1634 {
1635         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1636
1637         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1638 }
1639
1640 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1641 {
1642         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1643
1644         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1645 }
1646
1647 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1648 {
1649         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1650
1651         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1652 }
1653
1654 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1655 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1656 {
1657         if (PageSwapBacked(page))
1658                 return MM_SHMEMPAGES;
1659         return MM_FILEPAGES;
1660 }
1661
1662 static inline int mm_counter(struct page *page)
1663 {
1664         if (PageAnon(page))
1665                 return MM_ANONPAGES;
1666         return mm_counter_file(page);
1667 }
1668
1669 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1670 {
1671         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1672                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1673                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1674 }
1675
1676 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1677 {
1678         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1679 }
1680
1681 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1682 {
1683         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1684 }
1685
1686 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1687 {
1688         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1689
1690         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1691                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1692 }
1693
1694 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1695 {
1696         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1697                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1698 }
1699
1700 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1701 {
1702         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1703 }
1704
1705 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1706                                          struct mm_struct *mm)
1707 {
1708         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1709
1710         if (*maxrss < hiwater_rss)
1711                 *maxrss = hiwater_rss;
1712 }
1713
1714 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1715 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1716 #else
1717 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1718 {
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1723 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1724 {
1725         return 0;
1726 }
1727 #endif
1728
1729 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1730
1731 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1732                                spinlock_t **ptl);
1733 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1734                                     spinlock_t **ptl)
1735 {
1736         pte_t *ptep;
1737         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1738         return ptep;
1739 }
1740
1741 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1742 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1743                                                 unsigned long address)
1744 {
1745         return 0;
1746 }
1747 #else
1748 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1749 #endif
1750
1751 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1752 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1753                                                 unsigned long address)
1754 {
1755         return 0;
1756 }
1757 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1758 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1759
1760 #else
1761 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1762
1763 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1764 {
1765         if (mm_pud_folded(mm))
1766                 return;
1767         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1768 }
1769
1770 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1771 {
1772         if (mm_pud_folded(mm))
1773                 return;
1774         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1775 }
1776 #endif
1777
1778 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1779 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1780                                                 unsigned long address)
1781 {
1782         return 0;
1783 }
1784
1785 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1786 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1787
1788 #else
1789 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1790
1791 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1792 {
1793         if (mm_pmd_folded(mm))
1794                 return;
1795         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1796 }
1797
1798 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1799 {
1800         if (mm_pmd_folded(mm))
1801                 return;
1802         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1803 }
1804 #endif
1805
1806 #ifdef CONFIG_MMU
1807 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1808 {
1809         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1810 }
1811
1812 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1813 {
1814         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1815 }
1816
1817 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1818 {
1819         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1820 }
1821
1822 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1823 {
1824         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1825 }
1826 #else
1827
1828 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1829 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1830 {
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1835 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1836 #endif
1837
1838 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1839 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1840
1841 #if defined(CONFIG_MMU)
1842
1843 /*
1844  * The following ifdef needed to get the 5level-fixup.h header to work.
1845  * Remove it when 5level-fixup.h has been removed.
1846  */
1847 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1848 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1849                 unsigned long address)
1850 {
1851         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1852                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1853 }
1854
1855 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1856                 unsigned long address)
1857 {
1858         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1859                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1860 }
1861 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1862
1863 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1864 {
1865         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1866                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1867 }
1868 #endif /* CONFIG_MMU */
1869
1870 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1871 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1872 void __init ptlock_cache_init(void);
1873 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1874 extern void ptlock_free(struct page *page);
1875
1876 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1877 {
1878         return page->ptl;
1879 }
1880 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1881 static inline void ptlock_cache_init(void)
1882 {
1883 }
1884
1885 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1886 {
1887         return true;
1888 }
1889
1890 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1891 {
1892 }
1893
1894 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1895 {
1896         return &page->ptl;
1897 }
1898 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1899
1900 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1901 {
1902         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1903 }
1904
1905 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1906 {
1907         /*
1908          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1909          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1910          *
1911          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1912          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1913          */
1914         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1915         if (!ptlock_alloc(page))
1916                 return false;
1917         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1918         return true;
1919 }
1920
1921 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1922 /*
1923  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1924  */
1925 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1926 {
1927         return &mm->page_table_lock;
1928 }
1929 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1930 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1931 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1932 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1933
1934 static inline void pgtable_init(void)
1935 {
1936         ptlock_cache_init();
1937         pgtable_cache_init();
1938 }
1939
1940 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
1941 {
1942         if (!ptlock_init(page))
1943                 return false;
1944         __SetPageTable(page);
1945         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1946         return true;
1947 }
1948
1949 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
1950 {
1951         ptlock_free(page);
1952         __ClearPageTable(page);
1953         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1954 }
1955
1956 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1957 ({                                                      \
1958         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1959         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1960         *(ptlp) = __ptl;                                \
1961         spin_lock(__ptl);                               \
1962         __pte;                                          \
1963 })
1964
1965 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1966         spin_unlock(ptl);                               \
1967         pte_unmap(pte);                                 \
1968 } while (0)
1969
1970 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
1971
1972 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1973         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1974
1975 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1976         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
1977                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1978
1979 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1980         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
1981                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1982
1983 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1984
1985 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1986 {
1987         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1988         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1989 }
1990
1991 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1992 {
1993         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1994 }
1995
1996 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1997 {
1998 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1999         page->pmd_huge_pte = NULL;
2000 #endif
2001         return ptlock_init(page);
2002 }
2003
2004 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2005 {
2006 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2007         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2008 #endif
2009         ptlock_free(page);
2010 }
2011
2012 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2013
2014 #else
2015
2016 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2017 {
2018         return &mm->page_table_lock;
2019 }
2020
2021 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2022 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2023
2024 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2025
2026 #endif
2027
2028 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2029 {
2030         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2031         spin_lock(ptl);
2032         return ptl;
2033 }
2034
2035 /*
2036  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2037  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2038  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2039  * which need to be converted from page_table_lock.
2040  */
2041 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2042 {
2043         return &mm->page_table_lock;
2044 }
2045
2046 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2047 {
2048         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2049
2050         spin_lock(ptl);
2051         return ptl;
2052 }
2053
2054 extern void __init pagecache_init(void);
2055 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2056 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2057                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2058 extern void free_initmem(void);
2059
2060 /*
2061  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2062  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2063  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2064  * Return pages freed into the buddy system.
2065  */
2066 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2067                                         int poison, const char *s);
2068
2069 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2070 /*
2071  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2072  * and totalram_pages.
2073  */
2074 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2075 #endif
2076
2077 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2078 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2079
2080 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2081
2082 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2083 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2084 {
2085         ClearPageReserved(page);
2086         init_page_count(page);
2087         __free_page(page);
2088 }
2089
2090 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2091 {
2092         __free_reserved_page(page);
2093         adjust_managed_page_count(page, 1);
2094 }
2095
2096 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2097 {
2098         SetPageReserved(page);
2099         adjust_managed_page_count(page, -1);
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2104  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2105  * range [0, UCHAR_MAX].
2106  * Return pages freed into the buddy system.
2107  */
2108 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2109 {
2110         extern char __init_begin[], __init_end[];
2111
2112         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2113                                   poison, "unused kernel");
2114 }
2115
2116 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2117 {
2118         int nid;
2119         unsigned long phys_pages = 0;
2120
2121         for_each_online_node(nid)
2122                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2123
2124         return phys_pages;
2125 }
2126
2127 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2128 /*
2129  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2130  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2131  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2132  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2133  * free_area_init_node()
2134  *
2135  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2136  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2137  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2138  * usage, an architecture is expected to do something like
2139  *
2140  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2141  *                                                       max_highmem_pfn};
2142  * for_each_valid_physical_page_range()
2143  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2144  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2145  *
2146  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2147  * registered physical page range.  Similarly
2148  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2149  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2150  *
2151  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2152  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2153  */
2154 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2155 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2156 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2157                                                 unsigned long end_pfn);
2158 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2159                                                 unsigned long end_pfn);
2160 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2161                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2162 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2163 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2164                                                 unsigned long max_low_pfn);
2165 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2166
2167 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2168
2169 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2170     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2171 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2172                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2173 {
2174         return 0;
2175 }
2176 #else
2177 /* please see mm/page_alloc.c */
2178 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2179 /* there is a per-arch backend function. */
2180 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2181                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2182 #endif
2183
2184 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2185 void zero_resv_unavail(void);
2186 #else
2187 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2188 #endif
2189
2190 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2191 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2192                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2193 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2194 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2195 extern void mem_init(void);
2196 extern void __init mmap_init(void);
2197 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2198 extern long si_mem_available(void);
2199 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2200 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2201 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2202 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2203 #endif
2204
2205 extern __printf(3, 4)
2206 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2207
2208 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2209
2210 /* page_alloc.c */
2211 extern int min_free_kbytes;
2212 extern int watermark_boost_factor;
2213 extern int watermark_scale_factor;
2214
2215 /* nommu.c */
2216 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2217 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2218
2219 /* interval_tree.c */
2220 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2221                               struct rb_root_cached *root);
2222 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2223                                     struct vm_area_struct *prev,
2224                                     struct rb_root_cached *root);
2225 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2226                               struct rb_root_cached *root);
2227 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2228                                 unsigned long start, unsigned long last);
2229 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2230                                 unsigned long start, unsigned long last);
2231
2232 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2233         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2234              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2235
2236 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2237                                    struct rb_root_cached *root);
2238 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2239                                    struct rb_root_cached *root);
2240 struct anon_vma_chain *
2241 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2242                                   unsigned long start, unsigned long last);
2243 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2244         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2245 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2246 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2247 #endif
2248
2249 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2250         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2251              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2252
2253 /* mmap.c */
2254 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2255 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2256         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2257         struct vm_area_struct *expand);
2258 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2259         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2260 {
2261         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2262 }
2263 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2264         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2265         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2266         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2267 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2268 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2269         unsigned long addr, int new_below);
2270 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2271         unsigned long addr, int new_below);
2272 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2273 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2274         struct rb_node **, struct rb_node *);
2275 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2276 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2277         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2278         bool *need_rmap_locks);
2279 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2280
2281 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2282                                     unsigned long new,
2283                                     unsigned long start,
2284                                     unsigned long end_data,
2285                                     unsigned long start_data)
2286 {
2287         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2288                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2289                         return -ENOSPC;
2290         }
2291
2292         return 0;
2293 }
2294
2295 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2296 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2297
2298 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2299 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2300 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2301
2302 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2303 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2304
2305 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2306                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2307 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2308                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2309                                    unsigned long flags,
2310                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2311 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2312 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2313                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2314                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2315
2316 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2317
2318 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2319
2320 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2321         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2322         struct list_head *uf);
2323 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2324         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2325         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2326         struct list_head *uf);
2327 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2328                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2329 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2330                      struct list_head *uf);
2331
2332 static inline unsigned long
2333 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2334         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2335         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2336         struct list_head *uf)
2337 {
2338         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2339 }
2340
2341 #ifdef CONFIG_MMU
2342 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2343                          int ignore_errors);
2344 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2345 {
2346         /* Ignore errors */
2347         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2348 }
2349 #else
2350 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2351 #endif
2352
2353 /* These take the mm semaphore themselves */
2354 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2355 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2356 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2357 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2358         unsigned long, unsigned long,
2359         unsigned long, unsigned long);
2360
2361 struct vm_unmapped_area_info {
2362 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2363         unsigned long flags;
2364         unsigned long length;
2365         unsigned long low_limit;
2366         unsigned long high_limit;
2367         unsigned long align_mask;
2368         unsigned long align_offset;
2369 };
2370
2371 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2372 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2373
2374 /*
2375  * Search for an unmapped address range.
2376  *
2377  * We are looking for a range that:
2378  * - does not intersect with any VMA;
2379  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2380  * - is at least the desired size.
2381  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2382  */
2383 static inline unsigned long
2384 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2385 {
2386         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2387                 return unmapped_area_topdown(info);
2388         else
2389                 return unmapped_area(info);
2390 }
2391
2392 /* truncate.c */
2393 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2394 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2395                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2396 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2397
2398 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2399 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2400 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2401                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2402 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2403
2404 /* mm/page-writeback.c */
2405 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2406 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2407
2408 /* readahead.c */
2409 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2410
2411 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2412                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2413
2414 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2415                                struct file_ra_state *ra,
2416                                struct file *filp,
2417                                pgoff_t offset,
2418                                unsigned long size);
2419
2420 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2421                                 struct file_ra_state *ra,
2422                                 struct file *filp,
2423                                 struct page *pg,
2424                                 pgoff_t offset,
2425                                 unsigned long size);
2426
2427 extern unsigned long stack_guard_gap;
2428 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2429 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2430
2431 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2432 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2433                 unsigned long address);
2434 #if VM_GROWSUP
2435 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2436 #else
2437   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2438 #endif
2439
2440 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2441 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2442 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2443                                              struct vm_area_struct **pprev);
2444
2445 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2446    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2447 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2448 {
2449         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2450
2451         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2452                 vma = NULL;
2453         return vma;
2454 }
2455
2456 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2457 {
2458         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2459
2460         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2461                 vm_start -= stack_guard_gap;
2462                 if (vm_start > vma->vm_start)
2463                         vm_start = 0;
2464         }
2465         return vm_start;
2466 }
2467
2468 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2469 {
2470         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2471
2472         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2473                 vm_end += stack_guard_gap;
2474                 if (vm_end < vma->vm_end)
2475                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2476         }
2477         return vm_end;
2478 }
2479
2480 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2481 {
2482         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2483 }
2484
2485 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2486 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2487                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2488 {
2489         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2490
2491         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2492                 vma = NULL;
2493
2494         return vma;
2495 }
2496
2497 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2498                                 unsigned long start, unsigned long end)
2499 {
2500         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2501 }
2502
2503 #ifdef CONFIG_MMU
2504 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2505 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2506 #else
2507 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2508 {
2509         return __pgprot(0);
2510 }
2511 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2512 {
2513         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2514 }
2515 #endif
2516
2517 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2518 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2519                         unsigned long start, unsigned long end);
2520 #endif
2521
2522 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2523 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2524                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2525 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2526 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2527                                 unsigned long num);
2528 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2529                                 unsigned long num);
2530 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2531                         unsigned long pfn);
2532 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2533                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2534 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2535                         pfn_t pfn);
2536 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2537                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2538 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2539
2540 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2541                                 unsigned long addr, struct page *page)
2542 {
2543         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2544
2545         if (err == -ENOMEM)
2546                 return VM_FAULT_OOM;
2547         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2548                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2549
2550         return VM_FAULT_NOPAGE;
2551 }
2552
2553 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2554 {
2555         if (err == -ENOMEM)
2556                 return VM_FAULT_OOM;
2557         return VM_FAULT_SIGBUS;
2558 }
2559
2560 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2561                          unsigned int foll_flags);
2562
2563 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2564 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2565 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2566 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2567 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2568 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2569                                  * and return without waiting upon it */
2570 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2571 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2572 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2573 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2574 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2575 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2576 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2577 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2578 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2579 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2580 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2581 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2582
2583 /*
2584  * NOTE on FOLL_LONGTERM:
2585  *
2586  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2587  * period _often_ under userspace control.  This is contrasted with
2588  * iov_iter_get_pages() where usages which are transient.
2589  *
2590  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2591  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2592  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2593  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2594  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2595  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2596  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2597  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2598  *
2599  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2600  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2601  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2602  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2603  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY
2604  *
2605  * In the CMA case: longterm pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2606  * that region.  And so CMA attempts to migrate the page before pinning when
2607  * FOLL_LONGTERM is specified.
2608  */
2609
2610 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2611 {
2612         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2613                 return -ENOMEM;
2614         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2615                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2616         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2617                 return -EFAULT;
2618         return 0;
2619 }
2620
2621 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2622 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2623                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2624 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2625                                    unsigned long address, unsigned long size,
2626                                    pte_fn_t fn, void *data);
2627
2628 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2629 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2630 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2631 #else
2632 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2633 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2634                                         int enable) { }
2635 #endif
2636
2637 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2638 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2639 #else
2640 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2641 #endif
2642 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2643 {
2644         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2645             !page_poisoning_enabled())
2646                 return true;
2647         return flags & __GFP_ZERO;
2648 }
2649
2650 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2651 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2652 #else
2653 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2654 #endif
2655 static inline bool want_init_on_free(void)
2656 {
2657         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2658                !page_poisoning_enabled();
2659 }
2660
2661 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC_ENABLE_DEFAULT
2662 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(_debug_pagealloc_enabled);
2663 #else
2664 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2665 #endif
2666
2667 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2668 {
2669         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2670                 return false;
2671
2672         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2673 }
2674
2675 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2676 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2677
2678 static inline void
2679 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2680 {
2681         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2682 }
2683 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2684 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2685 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2686 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2687 static inline void
2688 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2689 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2690 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2691 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2692 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2693
2694 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2695 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2696 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2697 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2698 #else
2699 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2700 {
2701         return NULL;
2702 }
2703 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2704 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2705 {
2706         return 0;
2707 }
2708 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2709
2710 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2711
2712 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2713 extern int sysctl_drop_caches;
2714 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2715                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2716 #endif
2717
2718 void drop_slab(void);
2719 void drop_slab_node(int nid);
2720
2721 #ifndef CONFIG_MMU
2722 #define randomize_va_space 0
2723 #else
2724 extern int randomize_va_space;
2725 #endif
2726
2727 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2728 #ifdef CONFIG_MMU
2729 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2730 #else
2731 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
2732 {
2733 }
2734 #endif
2735
2736 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2737 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
2738                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
2739 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2740 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2741 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2742 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2743 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2744 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2745 struct vmem_altmap;
2746 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2747 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2748 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2749 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2750                                int node);
2751 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2752                 struct vmem_altmap *altmap);
2753 void vmemmap_populate_print_last(void);
2754 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2755 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2756                 struct vmem_altmap *altmap);
2757 #endif
2758 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2759                                   unsigned long nr_pages);
2760
2761 enum mf_flags {
2762         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2763         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2764         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2765         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2766 };
2767 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2768 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2769 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2770 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2771 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2772 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2773 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2774 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2775 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2776 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
2777
2778
2779 /*
2780  * Error handlers for various types of pages.
2781  */
2782 enum mf_result {
2783         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2784         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2785         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2786         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2787 };
2788
2789 enum mf_action_page_type {
2790         MF_MSG_KERNEL,
2791         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2792         MF_MSG_SLAB,
2793         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2794         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2795         MF_MSG_HUGE,
2796         MF_MSG_FREE_HUGE,
2797         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2798         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2799         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2800         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2801         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2802         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2803         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2804         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2805         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2806         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2807         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2808         MF_MSG_BUDDY,
2809         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2810         MF_MSG_DAX,
2811         MF_MSG_UNKNOWN,
2812 };
2813
2814 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2815 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2816                             unsigned long addr_hint,
2817                             unsigned int pages_per_huge_page);
2818 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2819                                 unsigned long addr_hint,
2820                                 struct vm_area_struct *vma,
2821                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2822 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2823                                 const void __user *usr_src,
2824                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2825                                 bool allow_pagefault);
2826 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2827
2828 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2829 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2830 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
2831
2832 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2833 {
2834         return _debug_guardpage_minorder;
2835 }
2836
2837 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2838 {
2839         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
2840 }
2841
2842 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2843 {
2844         if (!debug_guardpage_enabled())
2845                 return false;
2846
2847         return PageGuard(page);
2848 }
2849 #else
2850 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2851 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2852 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2853 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2854
2855 #if MAX_NUMNODES > 1
2856 void __init setup_nr_node_ids(void);
2857 #else
2858 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2859 #endif
2860
2861 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
2862
2863 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
2864 {
2865         return !memcmp_pages(page1, page2);
2866 }
2867
2868 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
2869 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2870                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
2871                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
2872                                                 unsigned long *bitmap,
2873                                                 pgoff_t *start,
2874                                                 pgoff_t *end);
2875
2876 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2877                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
2878 #endif
2879
2880 #endif /* __KERNEL__ */
2881 #endif /* _LINUX_MM_H */