]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - include/linux/mm.h
mm: introduce put_user_page*(), placeholder versions
[linux.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30
31 struct mempolicy;
32 struct anon_vma;
33 struct anon_vma_chain;
34 struct file_ra_state;
35 struct user_struct;
36 struct writeback_control;
37 struct bdi_writeback;
38
39 void init_mm_internals(void);
40
41 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
42 extern unsigned long max_mapnr;
43
44 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
45 {
46         max_mapnr = limit;
47 }
48 #else
49 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
50 #endif
51
52 extern atomic_long_t _totalram_pages;
53 static inline unsigned long totalram_pages(void)
54 {
55         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
56 }
57
58 static inline void totalram_pages_inc(void)
59 {
60         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
61 }
62
63 static inline void totalram_pages_dec(void)
64 {
65         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
66 }
67
68 static inline void totalram_pages_add(long count)
69 {
70         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
71 }
72
73 static inline void totalram_pages_set(long val)
74 {
75         atomic_long_set(&_totalram_pages, val);
76 }
77
78 extern void * high_memory;
79 extern int page_cluster;
80
81 #ifdef CONFIG_SYSCTL
82 extern int sysctl_legacy_va_layout;
83 #else
84 #define sysctl_legacy_va_layout 0
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
88 extern const int mmap_rnd_bits_min;
89 extern const int mmap_rnd_bits_max;
90 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
91 #endif
92 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
93 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
94 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
95 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
96 #endif
97
98 #include <asm/page.h>
99 #include <asm/pgtable.h>
100 #include <asm/processor.h>
101
102 #ifndef __pa_symbol
103 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
104 #endif
105
106 #ifndef page_to_virt
107 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
108 #endif
109
110 #ifndef lm_alias
111 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
112 #endif
113
114 /*
115  * To prevent common memory management code establishing
116  * a zero page mapping on a read fault.
117  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
118  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
119  * related to the physical page in case of virtualization.
120  */
121 #ifndef mm_forbids_zeropage
122 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
123 #endif
124
125 /*
126  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
127  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
128  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
129  */
130 #ifndef mm_zero_struct_page
131 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
132 #endif
133
134 /*
135  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
136  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
137  * problem.
138  *
139  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
140  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
141  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
142  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
143  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
144  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
145  *
146  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
147  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
148  * that.
149  */
150 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
151 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
152
153 extern int sysctl_max_map_count;
154
155 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
156 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
157
158 extern int sysctl_overcommit_memory;
159 extern int sysctl_overcommit_ratio;
160 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
161
162 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
163                                     size_t *, loff_t *);
164 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
165                                     size_t *, loff_t *);
166
167 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
168
169 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
170 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
171
172 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
173 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
174
175 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
176
177 /*
178  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
179  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
180  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
181  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
182  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
183  * mmap() functions).
184  */
185
186 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
187 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
188 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
189
190 #ifndef CONFIG_MMU
191 extern struct rb_root nommu_region_tree;
192 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
193
194 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
195 #endif
196
197 /*
198  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
199  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
200  */
201 #define VM_NONE         0x00000000
202
203 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
204 #define VM_WRITE        0x00000002
205 #define VM_EXEC         0x00000004
206 #define VM_SHARED       0x00000008
207
208 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
209 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
210 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
211 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
212 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
213
214 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
215 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
216 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
217 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
218 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
219
220 #define VM_LOCKED       0x00002000
221 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
222
223                                         /* Used by sys_madvise() */
224 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
225 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
226
227 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
228 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
229 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
230 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
231 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
232 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
233 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
234 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
235 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
236 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
237
238 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
239 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
240 #else
241 # define VM_SOFTDIRTY   0
242 #endif
243
244 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
245 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
246 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
247 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
248
249 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
250 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
251 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
252 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
253 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
254 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
255 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
256 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
257 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
258 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
259 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
260 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
261
262 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
263 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
264 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
265 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
266 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
267 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
268 #ifdef CONFIG_PPC
269 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
270 #else
271 # define VM_PKEY_BIT4  0
272 #endif
273 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
274
275 #if defined(CONFIG_X86)
276 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
277 #elif defined(CONFIG_PPC)
278 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
279 #elif defined(CONFIG_PARISC)
280 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
281 #elif defined(CONFIG_IA64)
282 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
283 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
284 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
285 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
286 #elif !defined(CONFIG_MMU)
287 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
288 #endif
289
290 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
291 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
292 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
293 #else
294 # define VM_MPX         VM_NONE
295 #endif
296
297 #ifndef VM_GROWSUP
298 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
299 #endif
300
301 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
302 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
303
304 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
305 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
306 #endif
307
308 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
309 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
310 #else
311 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
312 #endif
313
314 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
315
316 /*
317  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
318  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
319  */
320 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
321
322 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
323 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
324
325 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
326 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
327
328 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
329 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
330 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
331 #endif
332 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
333
334 /*
335  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
336  * low four bits) to a page protection mask..
337  */
338 extern pgprot_t protection_map[16];
339
340 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
341 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
342 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
343 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
344 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
345 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
346 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
347 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
348 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
349
350 #define FAULT_FLAG_TRACE \
351         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
352         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
353         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
354         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
355         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
356         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
357         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
358         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
359         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
360
361 /*
362  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
363  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
364  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
365  *
366  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
367  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
368  *
369  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
370  */
371 struct vm_fault {
372         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
373         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
374         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
375         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
376         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
377         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
378                                          * the 'address' */
379         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
380                                          * the 'address'
381                                          */
382         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
383
384         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
385         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
386         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
387                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
388                                          * is set (which is also implied by
389                                          * VM_FAULT_ERROR).
390                                          */
391         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
392         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
393                                          * the 'address'. NULL if the page
394                                          * table hasn't been allocated.
395                                          */
396         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
397                                          * Protects pte page table if 'pte'
398                                          * is not NULL, otherwise pmd.
399                                          */
400         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
401                                          * vm_ops->map_pages() calls
402                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
403                                          * do_fault_around() pre-allocates
404                                          * page table to avoid allocation from
405                                          * atomic context.
406                                          */
407 };
408
409 /* page entry size for vm->huge_fault() */
410 enum page_entry_size {
411         PE_SIZE_PTE = 0,
412         PE_SIZE_PMD,
413         PE_SIZE_PUD,
414 };
415
416 /*
417  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
418  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
419  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
420  */
421 struct vm_operations_struct {
422         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
423         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
424         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
425         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
426         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
427         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
428                         enum page_entry_size pe_size);
429         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
430                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
431         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
432
433         /* notification that a previously read-only page is about to become
434          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
435         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
436
437         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
438         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
439
440         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
441          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
442          */
443         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
444                       void *buf, int len, int write);
445
446         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
447          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
448          * vma to be dumped unconditionally. */
449         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
450
451 #ifdef CONFIG_NUMA
452         /*
453          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
454          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
455          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
456          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
457          * mempolicy.
458          */
459         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
460
461         /*
462          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
463          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
464          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
465          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
466          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
467          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
468          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
469          * policy.
470          */
471         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
472                                         unsigned long addr);
473 #endif
474         /*
475          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
476          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
477          * (using pte_page()) would not find the correct page.
478          */
479         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
480                                           unsigned long addr);
481 };
482
483 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
484 {
485         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
486
487         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
488         vma->vm_mm = mm;
489         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
490         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
491 }
492
493 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
494 {
495         vma->vm_ops = NULL;
496 }
497
498 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
499 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
500
501 struct mmu_gather;
502 struct inode;
503
504 #define page_private(page)              ((page)->private)
505 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
506
507 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
508 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
509 {
510         return 0;
511 }
512 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
513 {
514         return 0;
515 }
516 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
517 {
518         return 0;
519 }
520 #endif
521
522 /*
523  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
524  * files which need it (119 of them)
525  */
526 #include <linux/page-flags.h>
527 #include <linux/huge_mm.h>
528
529 /*
530  * Methods to modify the page usage count.
531  *
532  * What counts for a page usage:
533  * - cache mapping   (page->mapping)
534  * - private data    (page->private)
535  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
536  *   is counted separately
537  *
538  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
539  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
540  */
541
542 /*
543  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
544  */
545 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
546 {
547         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
548         return page_ref_dec_and_test(page);
549 }
550
551 /*
552  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
553  * that is the case.
554  * This can be called when MMU is off so it must not access
555  * any of the virtual mappings.
556  */
557 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
558 {
559         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
560 }
561
562 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
563
564 enum {
565         REGION_INTERSECTS,
566         REGION_DISJOINT,
567         REGION_MIXED,
568 };
569
570 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
571                       unsigned long desc);
572
573 /* Support for virtually mapped pages */
574 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
575 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
576
577 /*
578  * Determine if an address is within the vmalloc range
579  *
580  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
581  * is no special casing required.
582  */
583 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
584 {
585 #ifdef CONFIG_MMU
586         unsigned long addr = (unsigned long)x;
587
588         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
589 #else
590         return false;
591 #endif
592 }
593 #ifdef CONFIG_MMU
594 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
595 #else
596 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
597 {
598         return 0;
599 }
600 #endif
601
602 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
603 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
604 {
605         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
606 }
607 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
608 {
609         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
610 }
611 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
612 {
613         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
614 }
615
616 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
617 {
618         size_t bytes;
619
620         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
621                 return NULL;
622
623         return kvmalloc(bytes, flags);
624 }
625
626 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
627 {
628         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
629 }
630
631 extern void kvfree(const void *addr);
632
633 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
634 {
635         return &page[1].compound_mapcount;
636 }
637
638 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
639 {
640         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
641         page = compound_head(page);
642         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
643 }
644
645 /*
646  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
647  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
648  * and atomic_add_negative(-1).
649  */
650 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
651 {
652         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
653 }
654
655 int __page_mapcount(struct page *page);
656
657 static inline int page_mapcount(struct page *page)
658 {
659         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
660
661         if (unlikely(PageCompound(page)))
662                 return __page_mapcount(page);
663         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
664 }
665
666 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
667 int total_mapcount(struct page *page);
668 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
669 #else
670 static inline int total_mapcount(struct page *page)
671 {
672         return page_mapcount(page);
673 }
674 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
675                                            int *total_mapcount)
676 {
677         int mapcount = page_mapcount(page);
678         if (total_mapcount)
679                 *total_mapcount = mapcount;
680         return mapcount;
681 }
682 #endif
683
684 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
685 {
686         struct page *page = virt_to_page(x);
687
688         return compound_head(page);
689 }
690
691 void __put_page(struct page *page);
692
693 void put_pages_list(struct list_head *pages);
694
695 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
696
697 /*
698  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
699  * prototype for that function and accessor functions.
700  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
701  */
702 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
703
704 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
705 enum compound_dtor_id {
706         NULL_COMPOUND_DTOR,
707         COMPOUND_PAGE_DTOR,
708 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
709         HUGETLB_PAGE_DTOR,
710 #endif
711 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
712         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
713 #endif
714         NR_COMPOUND_DTORS,
715 };
716 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
717
718 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
719                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
720 {
721         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
722         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
723 }
724
725 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
726 {
727         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
728         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
729 }
730
731 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
732 {
733         if (!PageHead(page))
734                 return 0;
735         return page[1].compound_order;
736 }
737
738 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
739 {
740         page[1].compound_order = order;
741 }
742
743 void free_compound_page(struct page *page);
744
745 #ifdef CONFIG_MMU
746 /*
747  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
748  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
749  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
750  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
751  */
752 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
753 {
754         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
755                 pte = pte_mkwrite(pte);
756         return pte;
757 }
758
759 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
760                 struct page *page);
761 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
762 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
763 #endif
764
765 /*
766  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
767  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
768  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
769  * only one copy in memory, at most, normally.
770  *
771  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
772  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
773  *   freelist management in the buddy allocator.
774  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
775  *
776  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
777  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
778  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
779  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
780  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
781  *
782  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
783  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
784  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
785  * and page->virtual store page management information, but all other fields
786  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
787  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
788  * subsequently been given references to it.
789  *
790  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
791  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
792  * The following discussion applies only to them.
793  *
794  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
795  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
796  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
797  * into the filesystem to release these pages.
798  *
799  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
800  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
801  * in units of PAGE_SIZE.
802  *
803  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
804  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
805  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
806  *
807  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
808  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
809  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
810  *
811  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
812  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
813  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
814  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
815  *
816  * All pagecache pages may be subject to I/O:
817  * - inode pages may need to be read from disk,
818  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
819  *   to be written back to the inode on disk,
820  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
821  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
822  *   back into memory.
823  */
824
825 /*
826  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
827  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
828  */
829
830 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
831 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
832 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
833 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
834 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
835 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
836
837 /*
838  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
839  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
840  * the compiler will optimise away reference to them.
841  */
842 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
843 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
844 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
845 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
846 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
847
848 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
849 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
850 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
851 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
852                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
853 #else
854 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
855 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
856                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
857 #endif
858
859 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
860
861 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
862 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
863 #endif
864
865 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
866 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
867 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
868 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
869 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
870 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
871
872 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
873 {
874         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
875 }
876
877 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
878 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
879 {
880         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
881 }
882 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
883                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
884 #else
885 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
886 {
887         return false;
888 }
889 #endif
890
891 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
892 void dev_pagemap_get_ops(void);
893 void dev_pagemap_put_ops(void);
894 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
895 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
896 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
897 {
898         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
899                 return false;
900         if (!is_zone_device_page(page))
901                 return false;
902         switch (page->pgmap->type) {
903         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
904         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
905         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
906                 __put_devmap_managed_page(page);
907                 return true;
908         default:
909                 break;
910         }
911         return false;
912 }
913
914 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
915 {
916         return is_zone_device_page(page) &&
917                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
918 }
919
920 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
921 {
922         return is_zone_device_page(page) &&
923                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
927 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
928 {
929         return is_zone_device_page(page) &&
930                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
931 }
932 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
933 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
934 {
935         return false;
936 }
937 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
938
939 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
940 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
941 {
942 }
943
944 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
945 {
946 }
947
948 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
949 {
950         return false;
951 }
952
953 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
954 {
955         return false;
956 }
957
958 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
959 {
960         return false;
961 }
962
963 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
964 {
965         return false;
966 }
967 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
968
969 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
970 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
971         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
972
973 static inline void get_page(struct page *page)
974 {
975         page = compound_head(page);
976         /*
977          * Getting a normal page or the head of a compound page
978          * requires to already have an elevated page->_refcount.
979          */
980         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
981         page_ref_inc(page);
982 }
983
984 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
985 {
986         page = compound_head(page);
987         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
988                 return false;
989         page_ref_inc(page);
990         return true;
991 }
992
993 static inline void put_page(struct page *page)
994 {
995         page = compound_head(page);
996
997         /*
998          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
999          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1000          * need to inform the device driver through callback. See
1001          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1002          */
1003         if (put_devmap_managed_page(page))
1004                 return;
1005
1006         if (put_page_testzero(page))
1007                 __put_page(page);
1008 }
1009
1010 /**
1011  * put_user_page() - release a gup-pinned page
1012  * @page:            pointer to page to be released
1013  *
1014  * Pages that were pinned via get_user_pages*() must be released via
1015  * either put_user_page(), or one of the put_user_pages*() routines
1016  * below. This is so that eventually, pages that are pinned via
1017  * get_user_pages*() can be separately tracked and uniquely handled. In
1018  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special
1019  * handling.
1020  *
1021  * put_user_page() and put_page() are not interchangeable, despite this early
1022  * implementation that makes them look the same. put_user_page() calls must
1023  * be perfectly matched up with get_user_page() calls.
1024  */
1025 static inline void put_user_page(struct page *page)
1026 {
1027         put_page(page);
1028 }
1029
1030 void put_user_pages_dirty(struct page **pages, unsigned long npages);
1031 void put_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages);
1032 void put_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1033
1034 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1035 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1036 #endif
1037
1038 /*
1039  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1040  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1041  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1042  * node id available in page flags.
1043  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1044  * pages in a zone.
1045  */
1046 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1047 {
1048         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1049 }
1050
1051 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1052 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1053 #else
1054 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1055 {
1056         struct page *p = (struct page *)page;
1057
1058         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1059 }
1060 #endif
1061
1062 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1063 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1064 {
1065         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1066 }
1067
1068 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1069 {
1070         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1071 }
1072
1073 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1074 {
1075         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1076 }
1077
1078 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1079 {
1080         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1081 }
1082
1083 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1084 {
1085         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1086 }
1087
1088 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1089 {
1090         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1091 }
1092
1093 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1094 {
1095         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1096 }
1097
1098 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1099 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1100 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1101 {
1102         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1103 }
1104
1105 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1106 {
1107         return page->_last_cpupid;
1108 }
1109 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1110 {
1111         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1112 }
1113 #else
1114 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1115 {
1116         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1117 }
1118
1119 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1120
1121 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1122 {
1123         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1124 }
1125 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1126 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1127 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1128 {
1129         return page_to_nid(page); /* XXX */
1130 }
1131
1132 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1133 {
1134         return page_to_nid(page); /* XXX */
1135 }
1136
1137 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1138 {
1139         return -1;
1140 }
1141
1142 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1143 {
1144         return -1;
1145 }
1146
1147 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1148 {
1149         return -1;
1150 }
1151
1152 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1153 {
1154         return -1;
1155 }
1156
1157 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1158 {
1159         return 1;
1160 }
1161
1162 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1163 {
1164 }
1165
1166 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1167 {
1168         return false;
1169 }
1170 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1171
1172 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1173 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1174 {
1175         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1176 }
1177
1178 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1179 {
1180         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1181         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1182 }
1183
1184 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1185 {
1186         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1187 }
1188 #else
1189 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1190 {
1191         return 0xff;
1192 }
1193
1194 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1195 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1196 #endif
1197
1198 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1199 {
1200         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1201 }
1202
1203 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1204 {
1205         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1206 }
1207
1208 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1209 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1210 {
1211         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1212         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1213 }
1214
1215 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1216 {
1217         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1218 }
1219 #endif
1220
1221 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1222 {
1223         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1224         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1225 }
1226
1227 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1228 {
1229         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1230         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1231 }
1232
1233 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1234         unsigned long node, unsigned long pfn)
1235 {
1236         set_page_zone(page, zone);
1237         set_page_node(page, node);
1238 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1239         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1240 #endif
1241 }
1242
1243 #ifdef CONFIG_MEMCG
1244 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1245 {
1246         return page->mem_cgroup;
1247 }
1248 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1249 {
1250         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1251         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1252 }
1253 #else
1254 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1255 {
1256         return NULL;
1257 }
1258 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1259 {
1260         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1261         return NULL;
1262 }
1263 #endif
1264
1265 /*
1266  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1267  */
1268 #include <linux/vmstat.h>
1269
1270 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1271 {
1272         return page_to_virt(page);
1273 }
1274
1275 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1276 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1277 #endif
1278
1279 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1280 static inline void *page_address(const struct page *page)
1281 {
1282         return page->virtual;
1283 }
1284 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1285 {
1286         page->virtual = address;
1287 }
1288 #define page_address_init()  do { } while(0)
1289 #endif
1290
1291 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1292 void *page_address(const struct page *page);
1293 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1294 void page_address_init(void);
1295 #endif
1296
1297 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1298 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1299 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1300 #define page_address_init()  do { } while(0)
1301 #endif
1302
1303 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1304 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1305 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1306
1307 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1308
1309 static inline
1310 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1311 {
1312         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1313                 return __page_file_mapping(page);
1314
1315         return page->mapping;
1316 }
1317
1318 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1319
1320 /*
1321  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1322  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1323  */
1324 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1325 {
1326         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1327                 return __page_file_index(page);
1328         return page->index;
1329 }
1330
1331 bool page_mapped(struct page *page);
1332 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1333 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1334
1335 /*
1336  * Return true only if the page has been allocated with
1337  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1338  * met implying that the system is under some pressure.
1339  */
1340 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1341 {
1342         /*
1343          * Page index cannot be this large so this must be
1344          * a pfmemalloc page.
1345          */
1346         return page->index == -1UL;
1347 }
1348
1349 /*
1350  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1351  * page.
1352  */
1353 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1354 {
1355         page->index = -1UL;
1356 }
1357
1358 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1359 {
1360         page->index = 0;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1365  */
1366 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1367
1368 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1369
1370 /*
1371  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1372  * various contexts.
1373  */
1374 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1375
1376 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1377
1378 extern bool can_do_mlock(void);
1379 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1380 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1381
1382 /*
1383  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1384  */
1385 struct zap_details {
1386         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1387         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1388         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1389 };
1390
1391 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1392                              pte_t pte, bool with_public_device);
1393 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1394
1395 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1396                                 pmd_t pmd);
1397
1398 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1399                   unsigned long size);
1400 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1401                     unsigned long size);
1402 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1403                 unsigned long start, unsigned long end);
1404
1405 /**
1406  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1407  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1408  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1409  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1410  *             regular PUDs.
1411  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1412  *             this handler is required to be able to handle
1413  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1414  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1415  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1416  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1417  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1418  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1419  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1420  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1421  *             and a negative one means "abort current page table walk
1422  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1423  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1424  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1425  * @private:   private data for callbacks' usage
1426  *
1427  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1428  */
1429 struct mm_walk {
1430         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1431                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1432         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1433                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1434         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1435                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1436         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1437                         struct mm_walk *walk);
1438         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1439                              unsigned long addr, unsigned long next,
1440                              struct mm_walk *walk);
1441         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1442                         struct mm_walk *walk);
1443         struct mm_struct *mm;
1444         struct vm_area_struct *vma;
1445         void *private;
1446 };
1447
1448 struct mmu_notifier_range;
1449
1450 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1451                 struct mm_walk *walk);
1452 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1453 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1454                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1455 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1456                         struct vm_area_struct *vma);
1457 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1458                    struct mmu_notifier_range *range,
1459                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1460 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1461         unsigned long *pfn);
1462 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1463                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1464 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1465                         void *buf, int len, int write);
1466
1467 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1468 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1469 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1470 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1471 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1472 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1473 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1474
1475 #ifdef CONFIG_MMU
1476 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1477                         unsigned long address, unsigned int flags);
1478 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1479                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1480                             bool *unlocked);
1481 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1482                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1483 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1484                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1485 #else
1486 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1487                 unsigned long address, unsigned int flags)
1488 {
1489         /* should never happen if there's no MMU */
1490         BUG();
1491         return VM_FAULT_SIGBUS;
1492 }
1493 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1494                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1495                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1496 {
1497         /* should never happen if there's no MMU */
1498         BUG();
1499         return -EFAULT;
1500 }
1501 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1502                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1503 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1504                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1505 #endif
1506
1507 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1508                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1509 {
1510         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1511 }
1512
1513 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1514                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1515 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1516                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1517 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1518                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1519
1520 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1521                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1522                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1523                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1524 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1525                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1526                             struct vm_area_struct **vmas);
1527 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1528                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1529 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1530                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1531
1532 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1533                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1534
1535 /* Container for pinned pfns / pages */
1536 struct frame_vector {
1537         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1538         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1539         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1540         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1541         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1542                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1543                                  * for access */
1544 };
1545
1546 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1547 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1548 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1549                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1550 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1551 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1552 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1553
1554 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1555 {
1556         return vec->nr_frames;
1557 }
1558
1559 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1560 {
1561         if (vec->is_pfns) {
1562                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1563
1564                 if (err)
1565                         return ERR_PTR(err);
1566         }
1567         return (struct page **)(vec->ptrs);
1568 }
1569
1570 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1571 {
1572         if (!vec->is_pfns)
1573                 frame_vector_to_pfns(vec);
1574         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1575 }
1576
1577 struct kvec;
1578 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1579                         struct page **pages);
1580 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1581 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1582
1583 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1584 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1585                               unsigned int length);
1586
1587 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1588 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1589 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1590 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1591                                 struct page *page);
1592 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1593 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1594                           struct bdi_writeback *wb);
1595 int set_page_dirty(struct page *page);
1596 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1597 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1598 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1599 {
1600         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1601         if (PageDirty(page))
1602                 __cancel_dirty_page(page);
1603 }
1604 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1605
1606 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1607
1608 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1609 {
1610         return !vma->vm_ops;
1611 }
1612
1613 #ifdef CONFIG_SHMEM
1614 /*
1615  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1616  * paths in userfault.
1617  */
1618 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1619 #else
1620 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1621 #endif
1622
1623 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1624
1625 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1626                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1627                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1628                 bool need_rmap_locks);
1629 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1630                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1631                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1632 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1633                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1634                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1635
1636 /*
1637  * doesn't attempt to fault and will return short.
1638  */
1639 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1640                           struct page **pages);
1641 /*
1642  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1643  */
1644 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1645 {
1646         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1647
1648 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1649         /*
1650          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1651          * But it's never be expected number for users.
1652          */
1653         if (val < 0)
1654                 val = 0;
1655 #endif
1656         return (unsigned long)val;
1657 }
1658
1659 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1660 {
1661         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1662 }
1663
1664 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1665 {
1666         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1667 }
1668
1669 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1670 {
1671         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1672 }
1673
1674 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1675 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1676 {
1677         if (PageSwapBacked(page))
1678                 return MM_SHMEMPAGES;
1679         return MM_FILEPAGES;
1680 }
1681
1682 static inline int mm_counter(struct page *page)
1683 {
1684         if (PageAnon(page))
1685                 return MM_ANONPAGES;
1686         return mm_counter_file(page);
1687 }
1688
1689 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1690 {
1691         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1692                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1693                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1694 }
1695
1696 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1697 {
1698         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1699 }
1700
1701 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1702 {
1703         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1704 }
1705
1706 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1707 {
1708         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1709
1710         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1711                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1712 }
1713
1714 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1715 {
1716         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1717                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1718 }
1719
1720 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1721 {
1722         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1723 }
1724
1725 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1726                                          struct mm_struct *mm)
1727 {
1728         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1729
1730         if (*maxrss < hiwater_rss)
1731                 *maxrss = hiwater_rss;
1732 }
1733
1734 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1735 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1736 #else
1737 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1738 {
1739 }
1740 #endif
1741
1742 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1743 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1744 {
1745         return 0;
1746 }
1747 #endif
1748
1749 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1750
1751 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1752                                spinlock_t **ptl);
1753 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1754                                     spinlock_t **ptl)
1755 {
1756         pte_t *ptep;
1757         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1758         return ptep;
1759 }
1760
1761 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1762 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1763                                                 unsigned long address)
1764 {
1765         return 0;
1766 }
1767 #else
1768 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1769 #endif
1770
1771 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1772 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1773                                                 unsigned long address)
1774 {
1775         return 0;
1776 }
1777 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1778 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1779
1780 #else
1781 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1782
1783 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1784 {
1785         if (mm_pud_folded(mm))
1786                 return;
1787         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1788 }
1789
1790 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1791 {
1792         if (mm_pud_folded(mm))
1793                 return;
1794         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1795 }
1796 #endif
1797
1798 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1799 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1800                                                 unsigned long address)
1801 {
1802         return 0;
1803 }
1804
1805 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1806 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1807
1808 #else
1809 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1810
1811 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1812 {
1813         if (mm_pmd_folded(mm))
1814                 return;
1815         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1816 }
1817
1818 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1819 {
1820         if (mm_pmd_folded(mm))
1821                 return;
1822         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1823 }
1824 #endif
1825
1826 #ifdef CONFIG_MMU
1827 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1828 {
1829         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1830 }
1831
1832 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1833 {
1834         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1835 }
1836
1837 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1838 {
1839         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1840 }
1841
1842 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1843 {
1844         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1845 }
1846 #else
1847
1848 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1849 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1850 {
1851         return 0;
1852 }
1853
1854 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1855 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1856 #endif
1857
1858 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1859 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1860
1861 /*
1862  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1863  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1864  */
1865 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1866
1867 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1868 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1869                 unsigned long address)
1870 {
1871         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1872                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1873 }
1874
1875 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1876                 unsigned long address)
1877 {
1878         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1879                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1880 }
1881 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1882
1883 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1884 {
1885         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1886                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1887 }
1888 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1889
1890 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1891 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1892 void __init ptlock_cache_init(void);
1893 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1894 extern void ptlock_free(struct page *page);
1895
1896 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1897 {
1898         return page->ptl;
1899 }
1900 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1901 static inline void ptlock_cache_init(void)
1902 {
1903 }
1904
1905 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1906 {
1907         return true;
1908 }
1909
1910 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1911 {
1912 }
1913
1914 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1915 {
1916         return &page->ptl;
1917 }
1918 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1919
1920 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1921 {
1922         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1923 }
1924
1925 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1926 {
1927         /*
1928          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1929          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1930          *
1931          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1932          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1933          */
1934         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1935         if (!ptlock_alloc(page))
1936                 return false;
1937         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1938         return true;
1939 }
1940
1941 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1942 /*
1943  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1944  */
1945 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1946 {
1947         return &mm->page_table_lock;
1948 }
1949 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1950 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1951 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1952 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1953
1954 static inline void pgtable_init(void)
1955 {
1956         ptlock_cache_init();
1957         pgtable_cache_init();
1958 }
1959
1960 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1961 {
1962         if (!ptlock_init(page))
1963                 return false;
1964         __SetPageTable(page);
1965         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1966         return true;
1967 }
1968
1969 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1970 {
1971         ptlock_free(page);
1972         __ClearPageTable(page);
1973         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1974 }
1975
1976 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1977 ({                                                      \
1978         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1979         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1980         *(ptlp) = __ptl;                                \
1981         spin_lock(__ptl);                               \
1982         __pte;                                          \
1983 })
1984
1985 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1986         spin_unlock(ptl);                               \
1987         pte_unmap(pte);                                 \
1988 } while (0)
1989
1990 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
1991
1992 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1993         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1994
1995 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1996         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
1997                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1998
1999 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2000         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2001                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2002
2003 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2004
2005 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2006 {
2007         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2008         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2009 }
2010
2011 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2012 {
2013         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2014 }
2015
2016 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2017 {
2018 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2019         page->pmd_huge_pte = NULL;
2020 #endif
2021         return ptlock_init(page);
2022 }
2023
2024 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2025 {
2026 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2027         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2028 #endif
2029         ptlock_free(page);
2030 }
2031
2032 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2033
2034 #else
2035
2036 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2037 {
2038         return &mm->page_table_lock;
2039 }
2040
2041 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2042 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2043
2044 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2045
2046 #endif
2047
2048 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2049 {
2050         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2051         spin_lock(ptl);
2052         return ptl;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2057  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2058  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2059  * which need to be converted from page_table_lock.
2060  */
2061 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2062 {
2063         return &mm->page_table_lock;
2064 }
2065
2066 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2067 {
2068         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2069
2070         spin_lock(ptl);
2071         return ptl;
2072 }
2073
2074 extern void __init pagecache_init(void);
2075 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2076 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2077                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2078 extern void free_initmem(void);
2079
2080 /*
2081  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2082  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2083  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2084  * Return pages freed into the buddy system.
2085  */
2086 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2087                                         int poison, const char *s);
2088
2089 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2090 /*
2091  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2092  * and totalram_pages.
2093  */
2094 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2095 #endif
2096
2097 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2098 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2099
2100 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2101
2102 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2103 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2104 {
2105         ClearPageReserved(page);
2106         init_page_count(page);
2107         __free_page(page);
2108 }
2109
2110 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2111 {
2112         __free_reserved_page(page);
2113         adjust_managed_page_count(page, 1);
2114 }
2115
2116 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2117 {
2118         SetPageReserved(page);
2119         adjust_managed_page_count(page, -1);
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2124  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2125  * range [0, UCHAR_MAX].
2126  * Return pages freed into the buddy system.
2127  */
2128 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2129 {
2130         extern char __init_begin[], __init_end[];
2131
2132         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2133                                   poison, "unused kernel");
2134 }
2135
2136 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2137 {
2138         int nid;
2139         unsigned long phys_pages = 0;
2140
2141         for_each_online_node(nid)
2142                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2143
2144         return phys_pages;
2145 }
2146
2147 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2148 /*
2149  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2150  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2151  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2152  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2153  * free_area_init_node()
2154  *
2155  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2156  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2157  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2158  * usage, an architecture is expected to do something like
2159  *
2160  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2161  *                                                       max_highmem_pfn};
2162  * for_each_valid_physical_page_range()
2163  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2164  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2165  *
2166  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2167  * registered physical page range.  Similarly
2168  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2169  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2170  *
2171  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2172  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2173  */
2174 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2175 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2176 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2177                                                 unsigned long end_pfn);
2178 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2179                                                 unsigned long end_pfn);
2180 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2181                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2182 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2183 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2184                                                 unsigned long max_low_pfn);
2185 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2186
2187 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2188
2189 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2190     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2191 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2192                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2193 {
2194         return 0;
2195 }
2196 #else
2197 /* please see mm/page_alloc.c */
2198 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2199 /* there is a per-arch backend function. */
2200 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2201                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2202 #endif
2203
2204 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2205 void zero_resv_unavail(void);
2206 #else
2207 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2208 #endif
2209
2210 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2211 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2212                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2213 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2214 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2215 extern void mem_init(void);
2216 extern void __init mmap_init(void);
2217 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2218 extern long si_mem_available(void);
2219 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2220 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2221 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2222 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2223 #endif
2224
2225 extern __printf(3, 4)
2226 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2227
2228 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2229
2230 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2231 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2232
2233 /* page_alloc.c */
2234 extern int min_free_kbytes;
2235 extern int watermark_boost_factor;
2236 extern int watermark_scale_factor;
2237
2238 /* nommu.c */
2239 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2240 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2241
2242 /* interval_tree.c */
2243 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2244                               struct rb_root_cached *root);
2245 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2246                                     struct vm_area_struct *prev,
2247                                     struct rb_root_cached *root);
2248 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2249                               struct rb_root_cached *root);
2250 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2251                                 unsigned long start, unsigned long last);
2252 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2253                                 unsigned long start, unsigned long last);
2254
2255 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2256         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2257              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2258
2259 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2260                                    struct rb_root_cached *root);
2261 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2262                                    struct rb_root_cached *root);
2263 struct anon_vma_chain *
2264 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2265                                   unsigned long start, unsigned long last);
2266 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2267         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2268 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2269 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2270 #endif
2271
2272 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2273         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2274              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2275
2276 /* mmap.c */
2277 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2278 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2279         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2280         struct vm_area_struct *expand);
2281 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2282         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2283 {
2284         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2285 }
2286 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2287         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2288         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2289         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2290 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2291 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2292         unsigned long addr, int new_below);
2293 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2294         unsigned long addr, int new_below);
2295 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2296 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2297         struct rb_node **, struct rb_node *);
2298 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2299 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2300         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2301         bool *need_rmap_locks);
2302 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2303
2304 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2305                                     unsigned long new,
2306                                     unsigned long start,
2307                                     unsigned long end_data,
2308                                     unsigned long start_data)
2309 {
2310         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2311                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2312                         return -ENOSPC;
2313         }
2314
2315         return 0;
2316 }
2317
2318 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2319 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2320
2321 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2322 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2323 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2324
2325 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2326 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2327
2328 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2329                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2330 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2331                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2332                                    unsigned long flags,
2333                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2334 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2335 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2336                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2337                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2338
2339 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2340
2341 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2342         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2343         struct list_head *uf);
2344 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2345         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2346         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2347         struct list_head *uf);
2348 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2349                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2350 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2351                      struct list_head *uf);
2352
2353 static inline unsigned long
2354 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2355         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2356         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2357         struct list_head *uf)
2358 {
2359         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2360 }
2361
2362 #ifdef CONFIG_MMU
2363 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2364                          int ignore_errors);
2365 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2366 {
2367         /* Ignore errors */
2368         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2369 }
2370 #else
2371 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2372 #endif
2373
2374 /* These take the mm semaphore themselves */
2375 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2376 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2377 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2378 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2379         unsigned long, unsigned long,
2380         unsigned long, unsigned long);
2381
2382 struct vm_unmapped_area_info {
2383 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2384         unsigned long flags;
2385         unsigned long length;
2386         unsigned long low_limit;
2387         unsigned long high_limit;
2388         unsigned long align_mask;
2389         unsigned long align_offset;
2390 };
2391
2392 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2393 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2394
2395 /*
2396  * Search for an unmapped address range.
2397  *
2398  * We are looking for a range that:
2399  * - does not intersect with any VMA;
2400  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2401  * - is at least the desired size.
2402  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2403  */
2404 static inline unsigned long
2405 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2406 {
2407         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2408                 return unmapped_area_topdown(info);
2409         else
2410                 return unmapped_area(info);
2411 }
2412
2413 /* truncate.c */
2414 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2415 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2416                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2417 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2418
2419 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2420 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2421 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2422                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2423 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2424
2425 /* mm/page-writeback.c */
2426 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2427 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2428
2429 /* readahead.c */
2430 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2431
2432 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2433                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2434
2435 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2436                                struct file_ra_state *ra,
2437                                struct file *filp,
2438                                pgoff_t offset,
2439                                unsigned long size);
2440
2441 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2442                                 struct file_ra_state *ra,
2443                                 struct file *filp,
2444                                 struct page *pg,
2445                                 pgoff_t offset,
2446                                 unsigned long size);
2447
2448 extern unsigned long stack_guard_gap;
2449 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2450 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2451
2452 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2453 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2454                 unsigned long address);
2455 #if VM_GROWSUP
2456 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2457 #else
2458   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2459 #endif
2460
2461 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2462 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2463 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2464                                              struct vm_area_struct **pprev);
2465
2466 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2467    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2468 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2469 {
2470         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2471
2472         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2473                 vma = NULL;
2474         return vma;
2475 }
2476
2477 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2478 {
2479         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2480
2481         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2482                 vm_start -= stack_guard_gap;
2483                 if (vm_start > vma->vm_start)
2484                         vm_start = 0;
2485         }
2486         return vm_start;
2487 }
2488
2489 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2490 {
2491         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2492
2493         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2494                 vm_end += stack_guard_gap;
2495                 if (vm_end < vma->vm_end)
2496                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2497         }
2498         return vm_end;
2499 }
2500
2501 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2502 {
2503         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2504 }
2505
2506 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2507 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2508                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2509 {
2510         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2511
2512         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2513                 vma = NULL;
2514
2515         return vma;
2516 }
2517
2518 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2519                                 unsigned long start, unsigned long end)
2520 {
2521         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2522 }
2523
2524 #ifdef CONFIG_MMU
2525 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2526 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2527 #else
2528 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2529 {
2530         return __pgprot(0);
2531 }
2532 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2533 {
2534         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2535 }
2536 #endif
2537
2538 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2539 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2540                         unsigned long start, unsigned long end);
2541 #endif
2542
2543 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2544 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2545                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2546 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2547 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2548                         unsigned long pfn);
2549 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2550                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2551 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2552                         pfn_t pfn);
2553 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2554                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2555 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2556
2557 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2558                                 unsigned long addr, struct page *page)
2559 {
2560         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2561
2562         if (err == -ENOMEM)
2563                 return VM_FAULT_OOM;
2564         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2565                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2566
2567         return VM_FAULT_NOPAGE;
2568 }
2569
2570 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2571 {
2572         if (err == -ENOMEM)
2573                 return VM_FAULT_OOM;
2574         return VM_FAULT_SIGBUS;
2575 }
2576
2577 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2578                          unsigned int foll_flags);
2579
2580 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2581 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2582 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2583 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2584 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2585 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2586                                  * and return without waiting upon it */
2587 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2588 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2589 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2590 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2591 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2592 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2593 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2594 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2595 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2596 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2597 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2598
2599 /*
2600  * NOTE on FOLL_LONGTERM:
2601  *
2602  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2603  * period _often_ under userspace control.  This is contrasted with
2604  * iov_iter_get_pages() where usages which are transient.
2605  *
2606  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2607  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2608  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2609  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2610  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2611  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2612  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2613  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2614  *
2615  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2616  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2617  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2618  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2619  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY
2620  *
2621  * In the CMA case: longterm pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2622  * that region.  And so CMA attempts to migrate the page before pinning when
2623  * FOLL_LONGTERM is specified.
2624  */
2625
2626 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2627 {
2628         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2629                 return -ENOMEM;
2630         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2631                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2632         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2633                 return -EFAULT;
2634         return 0;
2635 }
2636
2637 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2638                         void *data);
2639 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2640                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2641
2642
2643 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2644 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2645 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2646 #else
2647 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2648 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2649                                         int enable) { }
2650 #endif
2651
2652 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2653
2654 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2655 {
2656         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) && _debug_pagealloc_enabled;
2657 }
2658
2659 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2660 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2661
2662 static inline void
2663 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2664 {
2665         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2666 }
2667 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2668 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2669 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2670 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2671 static inline void
2672 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2673 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2674 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2675 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2676 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2677
2678 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2679 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2680 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2681 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2682 #else
2683 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2684 {
2685         return NULL;
2686 }
2687 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2688 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2689 {
2690         return 0;
2691 }
2692 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2693
2694 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2695
2696 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2697 extern int sysctl_drop_caches;
2698 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2699                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2700 #endif
2701
2702 void drop_slab(void);
2703 void drop_slab_node(int nid);
2704
2705 #ifndef CONFIG_MMU
2706 #define randomize_va_space 0
2707 #else
2708 extern int randomize_va_space;
2709 #endif
2710
2711 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2712 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2713
2714 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2715 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2716                 struct vmem_altmap *altmap);
2717 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2718 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2719 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2720 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2721 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2722 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2723 struct vmem_altmap;
2724 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2725 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2726 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2727 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2728                                int node);
2729 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2730                 struct vmem_altmap *altmap);
2731 void vmemmap_populate_print_last(void);
2732 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2733 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2734                 struct vmem_altmap *altmap);
2735 #endif
2736 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2737                                   unsigned long nr_pages);
2738
2739 enum mf_flags {
2740         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2741         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2742         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2743         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2744 };
2745 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2746 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2747 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2748 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2749 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2750 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2751 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2752 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2753 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2754 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2755
2756
2757 /*
2758  * Error handlers for various types of pages.
2759  */
2760 enum mf_result {
2761         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2762         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2763         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2764         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2765 };
2766
2767 enum mf_action_page_type {
2768         MF_MSG_KERNEL,
2769         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2770         MF_MSG_SLAB,
2771         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2772         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2773         MF_MSG_HUGE,
2774         MF_MSG_FREE_HUGE,
2775         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2776         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2777         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2778         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2779         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2780         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2781         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2782         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2783         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2784         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2785         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2786         MF_MSG_BUDDY,
2787         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2788         MF_MSG_DAX,
2789         MF_MSG_UNKNOWN,
2790 };
2791
2792 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2793 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2794                             unsigned long addr_hint,
2795                             unsigned int pages_per_huge_page);
2796 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2797                                 unsigned long addr_hint,
2798                                 struct vm_area_struct *vma,
2799                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2800 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2801                                 const void __user *usr_src,
2802                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2803                                 bool allow_pagefault);
2804 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2805
2806 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2807
2808 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2809 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2810 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2811
2812 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2813 {
2814         return _debug_guardpage_minorder;
2815 }
2816
2817 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2818 {
2819         return _debug_guardpage_enabled;
2820 }
2821
2822 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2823 {
2824         struct page_ext *page_ext;
2825
2826         if (!debug_guardpage_enabled())
2827                 return false;
2828
2829         page_ext = lookup_page_ext(page);
2830         if (unlikely(!page_ext))
2831                 return false;
2832
2833         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2834 }
2835 #else
2836 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2837 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2838 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2839 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2840
2841 #if MAX_NUMNODES > 1
2842 void __init setup_nr_node_ids(void);
2843 #else
2844 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2845 #endif
2846
2847 #endif /* __KERNEL__ */
2848 #endif /* _LINUX_MM_H */