Merge tag 'usb-4.15-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/usb
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28
29 struct mempolicy;
30 struct anon_vma;
31 struct anon_vma_chain;
32 struct file_ra_state;
33 struct user_struct;
34 struct writeback_control;
35 struct bdi_writeback;
36
37 void init_mm_internals(void);
38
39 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
40 extern unsigned long max_mapnr;
41
42 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
43 {
44         max_mapnr = limit;
45 }
46 #else
47 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
48 #endif
49
50 extern unsigned long totalram_pages;
51 extern void * high_memory;
52 extern int page_cluster;
53
54 #ifdef CONFIG_SYSCTL
55 extern int sysctl_legacy_va_layout;
56 #else
57 #define sysctl_legacy_va_layout 0
58 #endif
59
60 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
61 extern const int mmap_rnd_bits_min;
62 extern const int mmap_rnd_bits_max;
63 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
66 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
68 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
69 #endif
70
71 #include <asm/page.h>
72 #include <asm/pgtable.h>
73 #include <asm/processor.h>
74
75 #ifndef __pa_symbol
76 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
77 #endif
78
79 #ifndef page_to_virt
80 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
81 #endif
82
83 #ifndef lm_alias
84 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
85 #endif
86
87 /*
88  * To prevent common memory management code establishing
89  * a zero page mapping on a read fault.
90  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
91  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
92  * related to the physical page in case of virtualization.
93  */
94 #ifndef mm_forbids_zeropage
95 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
96 #endif
97
98 /*
99  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
100  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
101  * problem.
102  *
103  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
104  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
105  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
106  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
107  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
108  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
109  *
110  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
111  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
112  * that.
113  */
114 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
115 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
116
117 extern int sysctl_max_map_count;
118
119 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
120 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
121
122 extern int sysctl_overcommit_memory;
123 extern int sysctl_overcommit_ratio;
124 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
125
126 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
127                                     size_t *, loff_t *);
128 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
129                                     size_t *, loff_t *);
130
131 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
132
133 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
134 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
135
136 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
137 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
138
139 /*
140  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
141  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
142  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
143  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
144  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
145  * mmap() functions).
146  */
147
148 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
149
150 #ifndef CONFIG_MMU
151 extern struct rb_root nommu_region_tree;
152 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
153
154 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
155 #endif
156
157 /*
158  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
159  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
160  */
161 #define VM_NONE         0x00000000
162
163 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
164 #define VM_WRITE        0x00000002
165 #define VM_EXEC         0x00000004
166 #define VM_SHARED       0x00000008
167
168 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
169 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
170 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
171 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
172 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
173
174 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
175 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
176 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
177 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
178 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
179
180 #define VM_LOCKED       0x00002000
181 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
182
183                                         /* Used by sys_madvise() */
184 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
185 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
186
187 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
188 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
189 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
190 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
191 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
192 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
193 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
194 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
195 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
196
197 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
198 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
199 #else
200 # define VM_SOFTDIRTY   0
201 #endif
202
203 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
204 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
205 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
206 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
207
208 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
209 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
210 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
211 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
212 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
213 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
214 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
215 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
216 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
217 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
218 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
219 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
220
221 #if defined(CONFIG_X86)
222 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
223 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
224 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
225 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
226 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
227 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
228 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
229 #endif
230 #elif defined(CONFIG_PPC)
231 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
232 #elif defined(CONFIG_PARISC)
233 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
234 #elif defined(CONFIG_METAG)
235 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
236 #elif defined(CONFIG_IA64)
237 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
238 #elif !defined(CONFIG_MMU)
239 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
240 #endif
241
242 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
243 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
244 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
245 #else
246 # define VM_MPX         VM_NONE
247 #endif
248
249 #ifndef VM_GROWSUP
250 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
251 #endif
252
253 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
254 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
255
256 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
257 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
258 #endif
259
260 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
261 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
262 #else
263 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
264 #endif
265
266 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
267
268 /*
269  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
270  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
271  */
272 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
273
274 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
275 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
276
277 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
278 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
279
280 /*
281  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
282  * low four bits) to a page protection mask..
283  */
284 extern pgprot_t protection_map[16];
285
286 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
287 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
288 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
289 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
290 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
291 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
292 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
293 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
294 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
295
296 #define FAULT_FLAG_TRACE \
297         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
298         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
299         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
300         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
301         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
302         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
303         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
304         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
305         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
306
307 /*
308  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
309  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
310  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
311  *
312  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
313  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
314  *
315  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
316  */
317 struct vm_fault {
318         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
319         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
320         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
321         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
322         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
323         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
324                                          * the 'address' */
325         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
326                                          * the 'address'
327                                          */
328         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
329
330         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
331         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
332         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
333                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
334                                          * is set (which is also implied by
335                                          * VM_FAULT_ERROR).
336                                          */
337         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
338         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
339                                          * the 'address'. NULL if the page
340                                          * table hasn't been allocated.
341                                          */
342         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
343                                          * Protects pte page table if 'pte'
344                                          * is not NULL, otherwise pmd.
345                                          */
346         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
347                                          * vm_ops->map_pages() calls
348                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
349                                          * do_fault_around() pre-allocates
350                                          * page table to avoid allocation from
351                                          * atomic context.
352                                          */
353 };
354
355 /* page entry size for vm->huge_fault() */
356 enum page_entry_size {
357         PE_SIZE_PTE = 0,
358         PE_SIZE_PMD,
359         PE_SIZE_PUD,
360 };
361
362 /*
363  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
364  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
365  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
366  */
367 struct vm_operations_struct {
368         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
369         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
370         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
371         int (*fault)(struct vm_fault *vmf);
372         int (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, enum page_entry_size pe_size);
373         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
374                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
375
376         /* notification that a previously read-only page is about to become
377          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
378         int (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
379
380         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
381         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
382
383         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
384          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
385          */
386         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
387                       void *buf, int len, int write);
388
389         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
390          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
391          * vma to be dumped unconditionally. */
392         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
393
394 #ifdef CONFIG_NUMA
395         /*
396          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
397          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
398          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
399          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
400          * mempolicy.
401          */
402         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
403
404         /*
405          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
406          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
407          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
408          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
409          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
410          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
411          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
412          * policy.
413          */
414         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
415                                         unsigned long addr);
416 #endif
417         /*
418          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
419          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
420          * (using pte_page()) would not find the correct page.
421          */
422         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
423                                           unsigned long addr);
424 };
425
426 struct mmu_gather;
427 struct inode;
428
429 #define page_private(page)              ((page)->private)
430 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
431
432 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
433 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
434 {
435         return 0;
436 }
437 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
438 {
439         return 0;
440 }
441 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
442 {
443         return 0;
444 }
445 #endif
446
447 /*
448  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
449  * files which need it (119 of them)
450  */
451 #include <linux/page-flags.h>
452 #include <linux/huge_mm.h>
453
454 /*
455  * Methods to modify the page usage count.
456  *
457  * What counts for a page usage:
458  * - cache mapping   (page->mapping)
459  * - private data    (page->private)
460  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
461  *   is counted separately
462  *
463  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
464  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
465  */
466
467 /*
468  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
469  */
470 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
471 {
472         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
473         return page_ref_dec_and_test(page);
474 }
475
476 /*
477  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
478  * that is the case.
479  * This can be called when MMU is off so it must not access
480  * any of the virtual mappings.
481  */
482 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
483 {
484         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
485 }
486
487 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
488
489 enum {
490         REGION_INTERSECTS,
491         REGION_DISJOINT,
492         REGION_MIXED,
493 };
494
495 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
496                       unsigned long desc);
497
498 /* Support for virtually mapped pages */
499 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
500 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
501
502 /*
503  * Determine if an address is within the vmalloc range
504  *
505  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
506  * is no special casing required.
507  */
508 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
509 {
510 #ifdef CONFIG_MMU
511         unsigned long addr = (unsigned long)x;
512
513         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
514 #else
515         return false;
516 #endif
517 }
518 #ifdef CONFIG_MMU
519 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
520 #else
521 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
522 {
523         return 0;
524 }
525 #endif
526
527 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
528 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
529 {
530         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
531 }
532 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
533 {
534         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
535 }
536 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
537 {
538         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
539 }
540
541 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
542 {
543         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
544                 return NULL;
545
546         return kvmalloc(n * size, flags);
547 }
548
549 extern void kvfree(const void *addr);
550
551 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
552 {
553         return &page[1].compound_mapcount;
554 }
555
556 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
557 {
558         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
559         page = compound_head(page);
560         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
561 }
562
563 /*
564  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
565  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
566  * and atomic_add_negative(-1).
567  */
568 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
569 {
570         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
571 }
572
573 int __page_mapcount(struct page *page);
574
575 static inline int page_mapcount(struct page *page)
576 {
577         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
578
579         if (unlikely(PageCompound(page)))
580                 return __page_mapcount(page);
581         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
585 int total_mapcount(struct page *page);
586 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
587 #else
588 static inline int total_mapcount(struct page *page)
589 {
590         return page_mapcount(page);
591 }
592 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
593                                            int *total_mapcount)
594 {
595         int mapcount = page_mapcount(page);
596         if (total_mapcount)
597                 *total_mapcount = mapcount;
598         return mapcount;
599 }
600 #endif
601
602 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
603 {
604         struct page *page = virt_to_page(x);
605
606         return compound_head(page);
607 }
608
609 void __put_page(struct page *page);
610
611 void put_pages_list(struct list_head *pages);
612
613 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
614
615 /*
616  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
617  * prototype for that function and accessor functions.
618  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
619  */
620 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
621
622 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
623 enum compound_dtor_id {
624         NULL_COMPOUND_DTOR,
625         COMPOUND_PAGE_DTOR,
626 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
627         HUGETLB_PAGE_DTOR,
628 #endif
629 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
630         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
631 #endif
632         NR_COMPOUND_DTORS,
633 };
634 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
635
636 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
637                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
638 {
639         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
640         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
641 }
642
643 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
644 {
645         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
646         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
647 }
648
649 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
650 {
651         if (!PageHead(page))
652                 return 0;
653         return page[1].compound_order;
654 }
655
656 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
657 {
658         page[1].compound_order = order;
659 }
660
661 void free_compound_page(struct page *page);
662
663 #ifdef CONFIG_MMU
664 /*
665  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
666  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
667  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
668  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
669  */
670 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
671 {
672         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
673                 pte = pte_mkwrite(pte);
674         return pte;
675 }
676
677 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
678                 struct page *page);
679 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
680 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
681 #endif
682
683 /*
684  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
685  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
686  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
687  * only one copy in memory, at most, normally.
688  *
689  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
690  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
691  *   freelist management in the buddy allocator.
692  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
693  *
694  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
695  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
696  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
697  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
698  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
699  *
700  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
701  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
702  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
703  * and page->virtual store page management information, but all other fields
704  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
705  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
706  * subsequently been given references to it.
707  *
708  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
709  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
710  * The following discussion applies only to them.
711  *
712  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
713  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
714  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
715  * into the filesystem to release these pages.
716  *
717  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
718  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
719  * in units of PAGE_SIZE.
720  *
721  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
722  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
723  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
724  *
725  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
726  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
727  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
728  *
729  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
730  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
731  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
732  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
733  *
734  * All pagecache pages may be subject to I/O:
735  * - inode pages may need to be read from disk,
736  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
737  *   to be written back to the inode on disk,
738  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
739  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
740  *   back into memory.
741  */
742
743 /*
744  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
745  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
746  */
747
748 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
749 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
750 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
751 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
752 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
753
754 /*
755  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
756  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
757  * the compiler will optimise away reference to them.
758  */
759 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
760 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
761 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
762 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
763
764 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
765 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
766 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
767 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
768                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
769 #else
770 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
771 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
772                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
773 #endif
774
775 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
776
777 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
778 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
779 #endif
780
781 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
782 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
783 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
784 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
785 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
786
787 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
788 {
789         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
790 }
791
792 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
793 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
794 {
795         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
796 }
797 #else
798 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
799 {
800         return false;
801 }
802 #endif
803
804 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
805 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
806 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
807 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
808 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
809 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
810 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
811 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
812 {
813 }
814 #define IS_HMM_ENABLED 0
815 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
816 {
817         return false;
818 }
819 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
820 {
821         return false;
822 }
823 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
824
825
826 static inline void get_page(struct page *page)
827 {
828         page = compound_head(page);
829         /*
830          * Getting a normal page or the head of a compound page
831          * requires to already have an elevated page->_refcount.
832          */
833         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
834         page_ref_inc(page);
835 }
836
837 static inline void put_page(struct page *page)
838 {
839         page = compound_head(page);
840
841         /*
842          * For private device pages we need to catch refcount transition from
843          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
844          * free and we need to inform the device driver through callback. See
845          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
846          */
847         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
848             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
849                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
850                 return;
851         }
852
853         if (put_page_testzero(page))
854                 __put_page(page);
855 }
856
857 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
858 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
859 #endif
860
861 /*
862  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
863  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
864  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
865  * node id available in page flags.
866  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
867  * pages in a zone.
868  */
869 static inline int page_zone_id(struct page *page)
870 {
871         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
872 }
873
874 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
875 {
876 #ifdef CONFIG_NUMA
877         return zone->node;
878 #else
879         return 0;
880 #endif
881 }
882
883 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
884 extern int page_to_nid(const struct page *page);
885 #else
886 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
887 {
888         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
889 }
890 #endif
891
892 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
893 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
894 {
895         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
896 }
897
898 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
899 {
900         return cpupid & LAST__PID_MASK;
901 }
902
903 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
904 {
905         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
906 }
907
908 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
909 {
910         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
911 }
912
913 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
914 {
915         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
916 }
917
918 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
919 {
920         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
921 }
922
923 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
924 {
925         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
926 }
927
928 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
929 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
930 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
931 {
932         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
933 }
934
935 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
936 {
937         return page->_last_cpupid;
938 }
939 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
940 {
941         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
942 }
943 #else
944 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
945 {
946         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
947 }
948
949 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
950
951 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
952 {
953         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
954 }
955 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
956 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
957 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
958 {
959         return page_to_nid(page); /* XXX */
960 }
961
962 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
963 {
964         return page_to_nid(page); /* XXX */
965 }
966
967 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
968 {
969         return -1;
970 }
971
972 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
973 {
974         return -1;
975 }
976
977 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
978 {
979         return -1;
980 }
981
982 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
983 {
984         return -1;
985 }
986
987 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
988 {
989         return 1;
990 }
991
992 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
993 {
994 }
995
996 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
997 {
998         return false;
999 }
1000 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1001
1002 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1003 {
1004         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1005 }
1006
1007 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1008 {
1009         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1010 }
1011
1012 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1013 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1014 {
1015         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1016         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1017 }
1018
1019 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1020 {
1021         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1022 }
1023 #endif
1024
1025 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1026 {
1027         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1028         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1029 }
1030
1031 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1032 {
1033         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1034         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1035 }
1036
1037 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1038         unsigned long node, unsigned long pfn)
1039 {
1040         set_page_zone(page, zone);
1041         set_page_node(page, node);
1042 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1043         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1044 #endif
1045 }
1046
1047 #ifdef CONFIG_MEMCG
1048 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1049 {
1050         return page->mem_cgroup;
1051 }
1052 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1053 {
1054         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1055         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1056 }
1057 #else
1058 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1059 {
1060         return NULL;
1061 }
1062 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1063 {
1064         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1065         return NULL;
1066 }
1067 #endif
1068
1069 /*
1070  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1071  */
1072 #include <linux/vmstat.h>
1073
1074 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1075 {
1076         return page_to_virt(page);
1077 }
1078
1079 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1080 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1081 #endif
1082
1083 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1084 static inline void *page_address(const struct page *page)
1085 {
1086         return page->virtual;
1087 }
1088 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1089 {
1090         page->virtual = address;
1091 }
1092 #define page_address_init()  do { } while(0)
1093 #endif
1094
1095 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1096 void *page_address(const struct page *page);
1097 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1098 void page_address_init(void);
1099 #endif
1100
1101 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1102 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1103 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1104 #define page_address_init()  do { } while(0)
1105 #endif
1106
1107 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1108 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1109 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1110
1111 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1112
1113 static inline
1114 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1115 {
1116         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1117                 return __page_file_mapping(page);
1118
1119         return page->mapping;
1120 }
1121
1122 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1123
1124 /*
1125  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1126  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1127  */
1128 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1129 {
1130         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1131                 return __page_file_index(page);
1132         return page->index;
1133 }
1134
1135 bool page_mapped(struct page *page);
1136 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1137
1138 /*
1139  * Return true only if the page has been allocated with
1140  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1141  * met implying that the system is under some pressure.
1142  */
1143 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1144 {
1145         /*
1146          * Page index cannot be this large so this must be
1147          * a pfmemalloc page.
1148          */
1149         return page->index == -1UL;
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1154  * page.
1155  */
1156 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1157 {
1158         page->index = -1UL;
1159 }
1160
1161 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1162 {
1163         page->index = 0;
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1168  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1169  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1170  */
1171
1172 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1173 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1174 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1175 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1176 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1177 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1178 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1179
1180 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1181 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1182 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1183 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1184 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1185
1186 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1187
1188 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1189                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1190                          VM_FAULT_FALLBACK)
1191
1192 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1193         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1194         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1195         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1196         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1197         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1198         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1199         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1200         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1201         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1202         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1203         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1204         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }
1205
1206 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1207 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1208 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1209
1210 /*
1211  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1212  */
1213 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1214
1215 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1216
1217 /*
1218  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1219  * various contexts.
1220  */
1221 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1222
1223 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1224
1225 extern bool can_do_mlock(void);
1226 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1227 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1228
1229 /*
1230  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1231  */
1232 struct zap_details {
1233         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1234         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1235         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1236 };
1237
1238 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1239                              pte_t pte, bool with_public_device);
1240 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1241
1242 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1243                                 pmd_t pmd);
1244
1245 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1246                 unsigned long size);
1247 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1248                 unsigned long size);
1249 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1250                 unsigned long start, unsigned long end);
1251
1252 /**
1253  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1254  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1255  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1256  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1257  *             regular PUDs.
1258  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1259  *             this handler is required to be able to handle
1260  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1261  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1262  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1263  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1264  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1265  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1266  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1267  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1268  *             and a negative one means "abort current page table walk
1269  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1270  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1271  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1272  * @private:   private data for callbacks' usage
1273  *
1274  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1275  */
1276 struct mm_walk {
1277         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1278                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1279         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1280                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1281         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1282                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1283         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1284                         struct mm_walk *walk);
1285         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1286                              unsigned long addr, unsigned long next,
1287                              struct mm_walk *walk);
1288         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1289                         struct mm_walk *walk);
1290         struct mm_struct *mm;
1291         struct vm_area_struct *vma;
1292         void *private;
1293 };
1294
1295 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1296                 struct mm_walk *walk);
1297 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1298 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1299                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1300 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1301                         struct vm_area_struct *vma);
1302 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1303                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1304 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1305                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1306                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1307 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1308         unsigned long *pfn);
1309 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1310                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1311 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1312                         void *buf, int len, int write);
1313
1314 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1315                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1316 {
1317         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1318 }
1319
1320 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1321 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1322 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1323 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1324 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1325 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1326 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1327
1328 #ifdef CONFIG_MMU
1329 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1330                 unsigned int flags);
1331 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1332                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1333                             bool *unlocked);
1334 #else
1335 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1336                 unsigned long address, unsigned int flags)
1337 {
1338         /* should never happen if there's no MMU */
1339         BUG();
1340         return VM_FAULT_SIGBUS;
1341 }
1342 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1343                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1344                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1345 {
1346         /* should never happen if there's no MMU */
1347         BUG();
1348         return -EFAULT;
1349 }
1350 #endif
1351
1352 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len,
1353                 unsigned int gup_flags);
1354 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1355                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1356 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1357                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1358
1359 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1360                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1361                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1362                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1363 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1364                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1365                             struct vm_area_struct **vmas);
1366 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1367                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1368 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1369                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1370 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1371                         struct page **pages);
1372
1373 /* Container for pinned pfns / pages */
1374 struct frame_vector {
1375         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1376         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1377         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1378         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1379         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1380                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1381                                  * for access */
1382 };
1383
1384 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1385 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1386 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1387                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1388 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1389 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1390 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1391
1392 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1393 {
1394         return vec->nr_frames;
1395 }
1396
1397 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1398 {
1399         if (vec->is_pfns) {
1400                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1401
1402                 if (err)
1403                         return ERR_PTR(err);
1404         }
1405         return (struct page **)(vec->ptrs);
1406 }
1407
1408 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1409 {
1410         if (!vec->is_pfns)
1411                 frame_vector_to_pfns(vec);
1412         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1413 }
1414
1415 struct kvec;
1416 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1417                         struct page **pages);
1418 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1419 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1420
1421 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1422 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1423                               unsigned int length);
1424
1425 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1426 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1427 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1428                                 struct page *page);
1429 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1430 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1431                           struct bdi_writeback *wb);
1432 int set_page_dirty(struct page *page);
1433 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1434 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1435 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1436
1437 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1438
1439 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1440 {
1441         return !vma->vm_ops;
1442 }
1443
1444 #ifdef CONFIG_SHMEM
1445 /*
1446  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1447  * paths in userfault.
1448  */
1449 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1450 #else
1451 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1452 #endif
1453
1454 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1455
1456 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1457                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1458                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1459                 bool need_rmap_locks);
1460 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1461                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1462                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1463 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1464                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1465                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1466
1467 /*
1468  * doesn't attempt to fault and will return short.
1469  */
1470 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1471                           struct page **pages);
1472 /*
1473  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1474  */
1475 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1476 {
1477         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1478
1479 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1480         /*
1481          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1482          * But it's never be expected number for users.
1483          */
1484         if (val < 0)
1485                 val = 0;
1486 #endif
1487         return (unsigned long)val;
1488 }
1489
1490 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1491 {
1492         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1493 }
1494
1495 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1496 {
1497         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1498 }
1499
1500 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1501 {
1502         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1503 }
1504
1505 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1506 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1507 {
1508         if (PageSwapBacked(page))
1509                 return MM_SHMEMPAGES;
1510         return MM_FILEPAGES;
1511 }
1512
1513 static inline int mm_counter(struct page *page)
1514 {
1515         if (PageAnon(page))
1516                 return MM_ANONPAGES;
1517         return mm_counter_file(page);
1518 }
1519
1520 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1521 {
1522         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1523                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1524                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1525 }
1526
1527 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1528 {
1529         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1530 }
1531
1532 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1533 {
1534         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1535 }
1536
1537 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1538 {
1539         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1540
1541         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1542                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1543 }
1544
1545 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1546 {
1547         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1548                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1549 }
1550
1551 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1552 {
1553         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1554 }
1555
1556 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1557                                          struct mm_struct *mm)
1558 {
1559         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1560
1561         if (*maxrss < hiwater_rss)
1562                 *maxrss = hiwater_rss;
1563 }
1564
1565 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1566 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1567 #else
1568 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1569 {
1570 }
1571 #endif
1572
1573 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1574 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1575 {
1576         return 0;
1577 }
1578 #endif
1579
1580 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1581
1582 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1583                                spinlock_t **ptl);
1584 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1585                                     spinlock_t **ptl)
1586 {
1587         pte_t *ptep;
1588         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1589         return ptep;
1590 }
1591
1592 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1593 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1594                                                 unsigned long address)
1595 {
1596         return 0;
1597 }
1598 #else
1599 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1600 #endif
1601
1602 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1603 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1604                                                 unsigned long address)
1605 {
1606         return 0;
1607 }
1608 #else
1609 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1610 #endif
1611
1612 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1613 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1614                                                 unsigned long address)
1615 {
1616         return 0;
1617 }
1618
1619 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1620
1621 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1622 {
1623         return 0;
1624 }
1625
1626 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1627 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1628
1629 #else
1630 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1631
1632 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1633 {
1634         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1635 }
1636
1637 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1638 {
1639         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1640 }
1641
1642 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1643 {
1644         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1645 }
1646
1647 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1648 {
1649         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1650 }
1651 #endif
1652
1653 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1654 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1655
1656 /*
1657  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1658  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1659  */
1660 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1661
1662 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1663 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1664                 unsigned long address)
1665 {
1666         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1667                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1668 }
1669
1670 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1671                 unsigned long address)
1672 {
1673         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1674                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1675 }
1676 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1677
1678 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1679 {
1680         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1681                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1682 }
1683 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1684
1685 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1686 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1687 void __init ptlock_cache_init(void);
1688 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1689 extern void ptlock_free(struct page *page);
1690
1691 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1692 {
1693         return page->ptl;
1694 }
1695 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1696 static inline void ptlock_cache_init(void)
1697 {
1698 }
1699
1700 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1701 {
1702         return true;
1703 }
1704
1705 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1706 {
1707 }
1708
1709 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1710 {
1711         return &page->ptl;
1712 }
1713 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1714
1715 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1716 {
1717         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1718 }
1719
1720 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1721 {
1722         /*
1723          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1724          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1725          *
1726          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1727          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1728          */
1729         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1730         if (!ptlock_alloc(page))
1731                 return false;
1732         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1733         return true;
1734 }
1735
1736 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1737 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1738 {
1739         page->mapping = NULL;
1740         ptlock_free(page);
1741 }
1742
1743 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1744 /*
1745  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1746  */
1747 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1748 {
1749         return &mm->page_table_lock;
1750 }
1751 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1752 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1753 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1754 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1755
1756 static inline void pgtable_init(void)
1757 {
1758         ptlock_cache_init();
1759         pgtable_cache_init();
1760 }
1761
1762 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1763 {
1764         if (!ptlock_init(page))
1765                 return false;
1766         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1767         return true;
1768 }
1769
1770 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1771 {
1772         pte_lock_deinit(page);
1773         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1774 }
1775
1776 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1777 ({                                                      \
1778         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1779         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1780         *(ptlp) = __ptl;                                \
1781         spin_lock(__ptl);                               \
1782         __pte;                                          \
1783 })
1784
1785 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1786         spin_unlock(ptl);                               \
1787         pte_unmap(pte);                                 \
1788 } while (0)
1789
1790 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1791         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1792
1793 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1794         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1795
1796 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1797         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1798                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1799
1800 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1801         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1802                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1803
1804 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1805
1806 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1807 {
1808         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1809         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1810 }
1811
1812 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1813 {
1814         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1815 }
1816
1817 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1818 {
1819 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1820         page->pmd_huge_pte = NULL;
1821 #endif
1822         return ptlock_init(page);
1823 }
1824
1825 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1826 {
1827 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1828         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1829 #endif
1830         ptlock_free(page);
1831 }
1832
1833 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1834
1835 #else
1836
1837 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1838 {
1839         return &mm->page_table_lock;
1840 }
1841
1842 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1843 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1844
1845 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1846
1847 #endif
1848
1849 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1850 {
1851         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1852         spin_lock(ptl);
1853         return ptl;
1854 }
1855
1856 /*
1857  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1858  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1859  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1860  * which need to be converted from page_table_lock.
1861  */
1862 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1863 {
1864         return &mm->page_table_lock;
1865 }
1866
1867 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1868 {
1869         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1870
1871         spin_lock(ptl);
1872         return ptl;
1873 }
1874
1875 extern void __init pagecache_init(void);
1876 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1877 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1878                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1879 extern void free_initmem(void);
1880
1881 /*
1882  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1883  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1884  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1885  * Return pages freed into the buddy system.
1886  */
1887 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1888                                         int poison, char *s);
1889
1890 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1891 /*
1892  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1893  * and totalram_pages.
1894  */
1895 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1896 #endif
1897
1898 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1899 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1900
1901 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1902
1903 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1904 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1905 {
1906         ClearPageReserved(page);
1907         init_page_count(page);
1908         __free_page(page);
1909 }
1910
1911 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1912 {
1913         __free_reserved_page(page);
1914         adjust_managed_page_count(page, 1);
1915 }
1916
1917 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1918 {
1919         SetPageReserved(page);
1920         adjust_managed_page_count(page, -1);
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1925  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1926  * range [0, UCHAR_MAX].
1927  * Return pages freed into the buddy system.
1928  */
1929 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1930 {
1931         extern char __init_begin[], __init_end[];
1932
1933         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1934                                   poison, "unused kernel");
1935 }
1936
1937 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1938 {
1939         int nid;
1940         unsigned long phys_pages = 0;
1941
1942         for_each_online_node(nid)
1943                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1944
1945         return phys_pages;
1946 }
1947
1948 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1949 /*
1950  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1951  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1952  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1953  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1954  * free_area_init_node()
1955  *
1956  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1957  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1958  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1959  * usage, an architecture is expected to do something like
1960  *
1961  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1962  *                                                       max_highmem_pfn};
1963  * for_each_valid_physical_page_range()
1964  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1965  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1966  *
1967  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1968  * registered physical page range.  Similarly
1969  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1970  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1971  *
1972  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1973  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1974  */
1975 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1976 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1977 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1978                                                 unsigned long end_pfn);
1979 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1980                                                 unsigned long end_pfn);
1981 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1982                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1983 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1984 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1985                                                 unsigned long max_low_pfn);
1986 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1987
1988 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1989
1990 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1991     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1992 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1993                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1994 {
1995         return 0;
1996 }
1997 #else
1998 /* please see mm/page_alloc.c */
1999 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2000 /* there is a per-arch backend function. */
2001 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2002                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2003 #endif
2004
2005 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2006 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2007                                 unsigned long, enum memmap_context);
2008 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2009 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2010 extern void mem_init(void);
2011 extern void __init mmap_init(void);
2012 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2013 extern long si_mem_available(void);
2014 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2015 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2016 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2017 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2018 #endif
2019
2020 extern __printf(3, 4)
2021 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2022
2023 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2024
2025 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2026 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2027
2028 /* page_alloc.c */
2029 extern int min_free_kbytes;
2030 extern int watermark_scale_factor;
2031
2032 /* nommu.c */
2033 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2034 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2035
2036 /* interval_tree.c */
2037 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2038                               struct rb_root_cached *root);
2039 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2040                                     struct vm_area_struct *prev,
2041                                     struct rb_root_cached *root);
2042 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2043                               struct rb_root_cached *root);
2044 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2045                                 unsigned long start, unsigned long last);
2046 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2047                                 unsigned long start, unsigned long last);
2048
2049 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2050         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2051              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2052
2053 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2054                                    struct rb_root_cached *root);
2055 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2056                                    struct rb_root_cached *root);
2057 struct anon_vma_chain *
2058 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2059                                   unsigned long start, unsigned long last);
2060 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2061         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2062 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2063 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2064 #endif
2065
2066 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2067         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2068              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2069
2070 /* mmap.c */
2071 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2072 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2073         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2074         struct vm_area_struct *expand);
2075 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2076         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2077 {
2078         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2079 }
2080 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2081         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2082         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2083         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2084 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2085 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2086         unsigned long addr, int new_below);
2087 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2088         unsigned long addr, int new_below);
2089 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2090 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2091         struct rb_node **, struct rb_node *);
2092 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2093 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2094         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2095         bool *need_rmap_locks);
2096 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2097
2098 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2099                                     unsigned long new,
2100                                     unsigned long start,
2101                                     unsigned long end_data,
2102                                     unsigned long start_data)
2103 {
2104         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2105                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2106                         return -ENOSPC;
2107         }
2108
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2113 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2114
2115 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2116 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2117 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2118
2119 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2120 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2121
2122 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2123                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2124 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2125                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2126                                    unsigned long flags,
2127                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2128 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2129 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2130                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2131                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2132
2133 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2134
2135 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2136         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2137         struct list_head *uf);
2138 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2139         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2140         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2141         struct list_head *uf);
2142 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2143                      struct list_head *uf);
2144
2145 static inline unsigned long
2146 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2147         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2148         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2149         struct list_head *uf)
2150 {
2151         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2152 }
2153
2154 #ifdef CONFIG_MMU
2155 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2156                          int ignore_errors);
2157 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2158 {
2159         /* Ignore errors */
2160         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2161 }
2162 #else
2163 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2164 #endif
2165
2166 /* These take the mm semaphore themselves */
2167 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2168 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2169 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2170 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2171         unsigned long, unsigned long,
2172         unsigned long, unsigned long);
2173
2174 struct vm_unmapped_area_info {
2175 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2176         unsigned long flags;
2177         unsigned long length;
2178         unsigned long low_limit;
2179         unsigned long high_limit;
2180         unsigned long align_mask;
2181         unsigned long align_offset;
2182 };
2183
2184 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2185 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2186
2187 /*
2188  * Search for an unmapped address range.
2189  *
2190  * We are looking for a range that:
2191  * - does not intersect with any VMA;
2192  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2193  * - is at least the desired size.
2194  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2195  */
2196 static inline unsigned long
2197 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2198 {
2199         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2200                 return unmapped_area_topdown(info);
2201         else
2202                 return unmapped_area(info);
2203 }
2204
2205 /* truncate.c */
2206 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2207 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2208                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2209 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2210
2211 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2212 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2213 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2214                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2215 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2216
2217 /* mm/page-writeback.c */
2218 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2219 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2220
2221 /* readahead.c */
2222 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2223 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2224
2225 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2226                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2227
2228 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2229                                struct file_ra_state *ra,
2230                                struct file *filp,
2231                                pgoff_t offset,
2232                                unsigned long size);
2233
2234 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2235                                 struct file_ra_state *ra,
2236                                 struct file *filp,
2237                                 struct page *pg,
2238                                 pgoff_t offset,
2239                                 unsigned long size);
2240
2241 extern unsigned long stack_guard_gap;
2242 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2243 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2244
2245 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2246 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2247                 unsigned long address);
2248 #if VM_GROWSUP
2249 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2250 #else
2251   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2252 #endif
2253
2254 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2255 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2256 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2257                                              struct vm_area_struct **pprev);
2258
2259 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2260    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2261 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2262 {
2263         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2264
2265         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2266                 vma = NULL;
2267         return vma;
2268 }
2269
2270 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2271 {
2272         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2273
2274         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2275                 vm_start -= stack_guard_gap;
2276                 if (vm_start > vma->vm_start)
2277                         vm_start = 0;
2278         }
2279         return vm_start;
2280 }
2281
2282 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2283 {
2284         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2285
2286         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2287                 vm_end += stack_guard_gap;
2288                 if (vm_end < vma->vm_end)
2289                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2290         }
2291         return vm_end;
2292 }
2293
2294 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2295 {
2296         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2297 }
2298
2299 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2300 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2301                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2302 {
2303         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2304
2305         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2306                 vma = NULL;
2307
2308         return vma;
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_MMU
2312 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2313 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2314 #else
2315 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2316 {
2317         return __pgprot(0);
2318 }
2319 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2320 {
2321         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2322 }
2323 #endif
2324
2325 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2326 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2327                         unsigned long start, unsigned long end);
2328 #endif
2329
2330 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2331 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2332                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2333 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2334 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2335                         unsigned long pfn);
2336 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2337                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2338 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2339                         pfn_t pfn);
2340 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2341                         pfn_t pfn);
2342 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2343
2344
2345 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2346                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2347                               unsigned int *page_mask);
2348
2349 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2350                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2351 {
2352         unsigned int unused_page_mask;
2353         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2354 }
2355
2356 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2357 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2358 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2359 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2360 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2361 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2362                                  * and return without waiting upon it */
2363 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2364 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2365 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2366 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2367 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2368 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2369 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2370 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2371 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2372
2373 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2374 {
2375         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2376                 return -ENOMEM;
2377         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2378                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2379         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2380                 return -EFAULT;
2381         return 0;
2382 }
2383
2384 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2385                         void *data);
2386 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2387                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2388
2389
2390 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2391 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2392 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2393 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2394 #else
2395 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2396 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2397                                         int enable) { }
2398 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2399 #endif
2400
2401 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2402 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2403 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2404
2405 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2406 {
2407         return _debug_pagealloc_enabled;
2408 }
2409
2410 static inline void
2411 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2412 {
2413         if (!debug_pagealloc_enabled())
2414                 return;
2415
2416         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2417 }
2418 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2419 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2420 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2421 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2422 static inline void
2423 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2424 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2425 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2426 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2427 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2428 {
2429         return false;
2430 }
2431 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2432
2433 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2434 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2435 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2436 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2437 #else
2438 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2439 {
2440         return NULL;
2441 }
2442 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2443 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2444 {
2445         return 0;
2446 }
2447 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2448
2449 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2450
2451 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2452 extern int sysctl_drop_caches;
2453 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2454                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2455 #endif
2456
2457 void drop_slab(void);
2458 void drop_slab_node(int nid);
2459
2460 #ifndef CONFIG_MMU
2461 #define randomize_va_space 0
2462 #else
2463 extern int randomize_va_space;
2464 #endif
2465
2466 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2467 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2468
2469 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2470                                    unsigned long pnum_begin,
2471                                    unsigned long pnum_end,
2472                                    unsigned long map_count,
2473                                    int nodeid);
2474
2475 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2476 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2477 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2478 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2479 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2480 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2481 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2482 struct vmem_altmap;
2483 void *__vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
2484                 struct vmem_altmap *altmap);
2485 static inline void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
2486 {
2487         return __vmemmap_alloc_block_buf(size, node, NULL);
2488 }
2489
2490 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2491 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2492                                int node);
2493 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2494 void vmemmap_populate_print_last(void);
2495 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2496 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2497 #endif
2498 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2499                                   unsigned long nr_pages);
2500
2501 enum mf_flags {
2502         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2503         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2504         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2505         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2506 };
2507 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2508 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2509 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2510 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2511 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2512 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2513 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2514 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2515 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2516 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2517
2518
2519 /*
2520  * Error handlers for various types of pages.
2521  */
2522 enum mf_result {
2523         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2524         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2525         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2526         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2527 };
2528
2529 enum mf_action_page_type {
2530         MF_MSG_KERNEL,
2531         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2532         MF_MSG_SLAB,
2533         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2534         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2535         MF_MSG_HUGE,
2536         MF_MSG_FREE_HUGE,
2537         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2538         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2539         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2540         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2541         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2542         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2543         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2544         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2545         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2546         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2547         MF_MSG_BUDDY,
2548         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2549         MF_MSG_UNKNOWN,
2550 };
2551
2552 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2553 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2554                             unsigned long addr_hint,
2555                             unsigned int pages_per_huge_page);
2556 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2557                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2558                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2559 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2560                                 const void __user *usr_src,
2561                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2562                                 bool allow_pagefault);
2563 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2564
2565 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2566
2567 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2568 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2569 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2570
2571 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2572 {
2573         return _debug_guardpage_minorder;
2574 }
2575
2576 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2577 {
2578         return _debug_guardpage_enabled;
2579 }
2580
2581 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2582 {
2583         struct page_ext *page_ext;
2584
2585         if (!debug_guardpage_enabled())
2586                 return false;
2587
2588         page_ext = lookup_page_ext(page);
2589         if (unlikely(!page_ext))
2590                 return false;
2591
2592         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2593 }
2594 #else
2595 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2596 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2597 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2598 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2599
2600 #if MAX_NUMNODES > 1
2601 void __init setup_nr_node_ids(void);
2602 #else
2603 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2604 #endif
2605
2606 #endif /* __KERNEL__ */
2607 #endif /* _LINUX_MM_H */