]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - include/linux/mm.h
Merge branch 'perf-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 /*
103  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
104  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
105  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
106  * redefine this macro to strip tags from pointers.
107  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
108  */
109 #ifndef untagged_addr
110 #define untagged_addr(addr) (addr)
111 #endif
112
113 #ifndef __pa_symbol
114 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
115 #endif
116
117 #ifndef page_to_virt
118 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
119 #endif
120
121 #ifndef lm_alias
122 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
123 #endif
124
125 /*
126  * To prevent common memory management code establishing
127  * a zero page mapping on a read fault.
128  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
129  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
130  * related to the physical page in case of virtualization.
131  */
132 #ifndef mm_forbids_zeropage
133 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
134 #endif
135
136 /*
137  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
138  * If an architecture decides to implement their own version of
139  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
140  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
141  */
142 #if BITS_PER_LONG == 64
143 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
144  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
145  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
146  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
147  * this can result in several of the writes here being dropped.
148  */
149 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
150 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
151 {
152         unsigned long *_pp = (void *)page;
153
154          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
155         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
156         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
157         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
158
159         switch (sizeof(struct page)) {
160         case 80:
161                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
162         case 72:
163                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
164         case 64:
165                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
166         case 56:
167                 _pp[6] = 0;
168                 _pp[5] = 0;
169                 _pp[4] = 0;
170                 _pp[3] = 0;
171                 _pp[2] = 0;
172                 _pp[1] = 0;
173                 _pp[0] = 0;
174         }
175 }
176 #else
177 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
178 #endif
179
180 /*
181  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
182  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
183  * problem.
184  *
185  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
186  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
187  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
188  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
189  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
190  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
191  *
192  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
193  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
194  * that.
195  */
196 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
197 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
198
199 extern int sysctl_max_map_count;
200
201 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
202 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
203
204 extern int sysctl_overcommit_memory;
205 extern int sysctl_overcommit_ratio;
206 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
207
208 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
209                                     size_t *, loff_t *);
210 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
211                                     size_t *, loff_t *);
212
213 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
214
215 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
216 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
217
218 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
219 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
220
221 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
222
223 /*
224  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
225  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
226  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
227  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
228  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
229  * mmap() functions).
230  */
231
232 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
233 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
234 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
235
236 #ifndef CONFIG_MMU
237 extern struct rb_root nommu_region_tree;
238 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
239
240 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
241 #endif
242
243 /*
244  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
245  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
246  */
247 #define VM_NONE         0x00000000
248
249 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
250 #define VM_WRITE        0x00000002
251 #define VM_EXEC         0x00000004
252 #define VM_SHARED       0x00000008
253
254 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
255 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
256 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
257 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
258 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
259
260 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
261 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
262 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
263 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
264 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
265
266 #define VM_LOCKED       0x00002000
267 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
268
269                                         /* Used by sys_madvise() */
270 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
271 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
272
273 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
274 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
275 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
276 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
277 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
278 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
279 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
280 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
281 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
282 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
283
284 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
285 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
286 #else
287 # define VM_SOFTDIRTY   0
288 #endif
289
290 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
291 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
292 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
293 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
294
295 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
296 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
297 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
298 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
299 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
300 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
301 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
302 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
303 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
304 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
305 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
306 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
307
308 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
309 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
310 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
311 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
312 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
313 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
314 #ifdef CONFIG_PPC
315 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
316 #else
317 # define VM_PKEY_BIT4  0
318 #endif
319 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
320
321 #if defined(CONFIG_X86)
322 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
323 #elif defined(CONFIG_PPC)
324 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
325 #elif defined(CONFIG_PARISC)
326 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
327 #elif defined(CONFIG_IA64)
328 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
329 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
330 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
331 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
332 #elif !defined(CONFIG_MMU)
333 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
334 #endif
335
336 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
337 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
338 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
339 #else
340 # define VM_MPX         VM_NONE
341 #endif
342
343 #ifndef VM_GROWSUP
344 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
345 #endif
346
347 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
348 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
349
350 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
351 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
352 #endif
353
354 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
355 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
356 #else
357 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
358 #endif
359
360 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
361
362 /*
363  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
364  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
365  */
366 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
367
368 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
369 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
370
371 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
372 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
373
374 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
375 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
376 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
377 #endif
378 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
379
380 /*
381  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
382  * low four bits) to a page protection mask..
383  */
384 extern pgprot_t protection_map[16];
385
386 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
387 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
388 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
389 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
390 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
391 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
392 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
393 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
394 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
395
396 #define FAULT_FLAG_TRACE \
397         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
398         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
399         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
400         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
401         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
402         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
403         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
404         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
405         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
406
407 /*
408  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
409  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
410  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
411  *
412  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
413  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
414  *
415  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
416  */
417 struct vm_fault {
418         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
419         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
420         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
421         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
422         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
423         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
424                                          * the 'address' */
425         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
426                                          * the 'address'
427                                          */
428         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
429
430         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
431         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
432         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
433                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
434                                          * is set (which is also implied by
435                                          * VM_FAULT_ERROR).
436                                          */
437         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
438         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
439                                          * the 'address'. NULL if the page
440                                          * table hasn't been allocated.
441                                          */
442         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
443                                          * Protects pte page table if 'pte'
444                                          * is not NULL, otherwise pmd.
445                                          */
446         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
447                                          * vm_ops->map_pages() calls
448                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
449                                          * do_fault_around() pre-allocates
450                                          * page table to avoid allocation from
451                                          * atomic context.
452                                          */
453 };
454
455 /* page entry size for vm->huge_fault() */
456 enum page_entry_size {
457         PE_SIZE_PTE = 0,
458         PE_SIZE_PMD,
459         PE_SIZE_PUD,
460 };
461
462 /*
463  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
464  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
465  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
466  */
467 struct vm_operations_struct {
468         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
469         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
470         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
471         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
472         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
473         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
474                         enum page_entry_size pe_size);
475         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
476                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
477         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
478
479         /* notification that a previously read-only page is about to become
480          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
481         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
482
483         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
484         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
485
486         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
487          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
488          */
489         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
490                       void *buf, int len, int write);
491
492         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
493          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
494          * vma to be dumped unconditionally. */
495         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
496
497 #ifdef CONFIG_NUMA
498         /*
499          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
500          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
501          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
502          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
503          * mempolicy.
504          */
505         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
506
507         /*
508          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
509          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
510          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
511          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
512          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
513          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
514          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
515          * policy.
516          */
517         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
518                                         unsigned long addr);
519 #endif
520         /*
521          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
522          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
523          * (using pte_page()) would not find the correct page.
524          */
525         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
526                                           unsigned long addr);
527 };
528
529 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
530 {
531         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
532
533         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
534         vma->vm_mm = mm;
535         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
536         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
537 }
538
539 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
540 {
541         vma->vm_ops = NULL;
542 }
543
544 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
545 {
546         return !vma->vm_ops;
547 }
548
549 #ifdef CONFIG_SHMEM
550 /*
551  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
552  * paths in userfault.
553  */
554 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
555 #else
556 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
557 #endif
558
559 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
560
561 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
562 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
563
564 struct mmu_gather;
565 struct inode;
566
567 #if !defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
568 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
569 {
570         return 0;
571 }
572 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
573 {
574         return 0;
575 }
576 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
577 {
578         return 0;
579 }
580 #endif
581
582 /*
583  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
584  * files which need it (119 of them)
585  */
586 #include <linux/page-flags.h>
587 #include <linux/huge_mm.h>
588
589 /*
590  * Methods to modify the page usage count.
591  *
592  * What counts for a page usage:
593  * - cache mapping   (page->mapping)
594  * - private data    (page->private)
595  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
596  *   is counted separately
597  *
598  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
599  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
600  */
601
602 /*
603  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
604  */
605 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
606 {
607         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
608         return page_ref_dec_and_test(page);
609 }
610
611 /*
612  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
613  * that is the case.
614  * This can be called when MMU is off so it must not access
615  * any of the virtual mappings.
616  */
617 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
618 {
619         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
620 }
621
622 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
623
624 enum {
625         REGION_INTERSECTS,
626         REGION_DISJOINT,
627         REGION_MIXED,
628 };
629
630 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
631                       unsigned long desc);
632
633 /* Support for virtually mapped pages */
634 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
635 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
636
637 /*
638  * Determine if an address is within the vmalloc range
639  *
640  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
641  * is no special casing required.
642  */
643 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
644 {
645 #ifdef CONFIG_MMU
646         unsigned long addr = (unsigned long)x;
647
648         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
649 #else
650         return false;
651 #endif
652 }
653
654 #ifndef is_ioremap_addr
655 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
656 #endif
657
658 #ifdef CONFIG_MMU
659 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
660 #else
661 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
662 {
663         return 0;
664 }
665 #endif
666
667 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
668 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
669 {
670         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
671 }
672 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
673 {
674         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
675 }
676 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
677 {
678         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
679 }
680
681 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
682 {
683         size_t bytes;
684
685         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
686                 return NULL;
687
688         return kvmalloc(bytes, flags);
689 }
690
691 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
692 {
693         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
694 }
695
696 extern void kvfree(const void *addr);
697
698 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
699 {
700         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
701         page = compound_head(page);
702         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
703 }
704
705 /*
706  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
707  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
708  * and atomic_add_negative(-1).
709  */
710 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
711 {
712         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
713 }
714
715 int __page_mapcount(struct page *page);
716
717 static inline int page_mapcount(struct page *page)
718 {
719         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
720
721         if (unlikely(PageCompound(page)))
722                 return __page_mapcount(page);
723         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
724 }
725
726 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
727 int total_mapcount(struct page *page);
728 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
729 #else
730 static inline int total_mapcount(struct page *page)
731 {
732         return page_mapcount(page);
733 }
734 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
735                                            int *total_mapcount)
736 {
737         int mapcount = page_mapcount(page);
738         if (total_mapcount)
739                 *total_mapcount = mapcount;
740         return mapcount;
741 }
742 #endif
743
744 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
745 {
746         struct page *page = virt_to_page(x);
747
748         return compound_head(page);
749 }
750
751 void __put_page(struct page *page);
752
753 void put_pages_list(struct list_head *pages);
754
755 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
756
757 /*
758  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
759  * prototype for that function and accessor functions.
760  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
761  */
762 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
763
764 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
765 enum compound_dtor_id {
766         NULL_COMPOUND_DTOR,
767         COMPOUND_PAGE_DTOR,
768 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
769         HUGETLB_PAGE_DTOR,
770 #endif
771 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
772         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
773 #endif
774         NR_COMPOUND_DTORS,
775 };
776 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
777
778 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
779                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
780 {
781         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
782         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
783 }
784
785 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
786 {
787         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
788         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
789 }
790
791 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
792 {
793         if (!PageHead(page))
794                 return 0;
795         return page[1].compound_order;
796 }
797
798 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
799 {
800         page[1].compound_order = order;
801 }
802
803 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
804 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
805 {
806         return 1UL << compound_order(page);
807 }
808
809 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
810 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
811 {
812         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
813 }
814
815 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
816 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
817 {
818         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
819 }
820
821 void free_compound_page(struct page *page);
822
823 #ifdef CONFIG_MMU
824 /*
825  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
826  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
827  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
828  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
829  */
830 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
831 {
832         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
833                 pte = pte_mkwrite(pte);
834         return pte;
835 }
836
837 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
838                 struct page *page);
839 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
840 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
841 #endif
842
843 /*
844  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
845  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
846  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
847  * only one copy in memory, at most, normally.
848  *
849  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
850  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
851  *   freelist management in the buddy allocator.
852  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
853  *
854  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
855  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
856  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
857  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
858  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
859  *
860  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
861  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
862  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
863  * and page->virtual store page management information, but all other fields
864  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
865  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
866  * subsequently been given references to it.
867  *
868  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
869  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
870  * The following discussion applies only to them.
871  *
872  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
873  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
874  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
875  * into the filesystem to release these pages.
876  *
877  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
878  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
879  * in units of PAGE_SIZE.
880  *
881  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
882  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
883  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
884  *
885  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
886  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
887  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
888  *
889  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
890  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
891  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
892  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
893  *
894  * All pagecache pages may be subject to I/O:
895  * - inode pages may need to be read from disk,
896  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
897  *   to be written back to the inode on disk,
898  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
899  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
900  *   back into memory.
901  */
902
903 /*
904  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
905  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
906  */
907
908 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
909 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
910 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
911 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
912 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
913 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
914
915 /*
916  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
917  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
918  * the compiler will optimise away reference to them.
919  */
920 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
921 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
922 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
923 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
924 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
925
926 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
927 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
928 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
929 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
930                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
931 #else
932 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
933 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
934                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
935 #endif
936
937 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
938
939 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
940 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
941 #endif
942
943 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
944 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
945 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
946 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
947 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
948 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
949
950 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
951 {
952         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
953 }
954
955 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
956 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
957 {
958         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
959 }
960 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
961                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
962 #else
963 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
964 {
965         return false;
966 }
967 #endif
968
969 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
970 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
971 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
972 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
973 {
974         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
975                 return false;
976         if (!is_zone_device_page(page))
977                 return false;
978         switch (page->pgmap->type) {
979         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
980         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
981                 __put_devmap_managed_page(page);
982                 return true;
983         default:
984                 break;
985         }
986         return false;
987 }
988
989 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
990 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
991 {
992         return false;
993 }
994 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
995
996 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
997 {
998         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
999                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1000                 is_zone_device_page(page) &&
1001                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1002 }
1003
1004 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1005 {
1006         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1007                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1008                 is_zone_device_page(page) &&
1009                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1010 }
1011
1012 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1013 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1014         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1015
1016 static inline void get_page(struct page *page)
1017 {
1018         page = compound_head(page);
1019         /*
1020          * Getting a normal page or the head of a compound page
1021          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1022          */
1023         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1024         page_ref_inc(page);
1025 }
1026
1027 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1028 {
1029         page = compound_head(page);
1030         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1031                 return false;
1032         page_ref_inc(page);
1033         return true;
1034 }
1035
1036 static inline void put_page(struct page *page)
1037 {
1038         page = compound_head(page);
1039
1040         /*
1041          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1042          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1043          * need to inform the device driver through callback. See
1044          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1045          */
1046         if (put_devmap_managed_page(page))
1047                 return;
1048
1049         if (put_page_testzero(page))
1050                 __put_page(page);
1051 }
1052
1053 /**
1054  * put_user_page() - release a gup-pinned page
1055  * @page:            pointer to page to be released
1056  *
1057  * Pages that were pinned via get_user_pages*() must be released via
1058  * either put_user_page(), or one of the put_user_pages*() routines
1059  * below. This is so that eventually, pages that are pinned via
1060  * get_user_pages*() can be separately tracked and uniquely handled. In
1061  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special
1062  * handling.
1063  *
1064  * put_user_page() and put_page() are not interchangeable, despite this early
1065  * implementation that makes them look the same. put_user_page() calls must
1066  * be perfectly matched up with get_user_page() calls.
1067  */
1068 static inline void put_user_page(struct page *page)
1069 {
1070         put_page(page);
1071 }
1072
1073 void put_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1074                                bool make_dirty);
1075
1076 void put_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1077
1078 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1079 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1080 #endif
1081
1082 /*
1083  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1084  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1085  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1086  * node id available in page flags.
1087  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1088  * pages in a zone.
1089  */
1090 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1091 {
1092         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1093 }
1094
1095 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1096 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1097 #else
1098 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1099 {
1100         struct page *p = (struct page *)page;
1101
1102         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1103 }
1104 #endif
1105
1106 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1107 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1108 {
1109         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1110 }
1111
1112 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1113 {
1114         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1115 }
1116
1117 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1118 {
1119         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1120 }
1121
1122 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1123 {
1124         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1125 }
1126
1127 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1128 {
1129         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1130 }
1131
1132 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1133 {
1134         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1135 }
1136
1137 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1138 {
1139         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1140 }
1141
1142 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1143 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1144 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1145 {
1146         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1147 }
1148
1149 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1150 {
1151         return page->_last_cpupid;
1152 }
1153 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1154 {
1155         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1156 }
1157 #else
1158 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1159 {
1160         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1161 }
1162
1163 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1164
1165 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1166 {
1167         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1168 }
1169 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1170 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1171 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1172 {
1173         return page_to_nid(page); /* XXX */
1174 }
1175
1176 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1177 {
1178         return page_to_nid(page); /* XXX */
1179 }
1180
1181 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1182 {
1183         return -1;
1184 }
1185
1186 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1187 {
1188         return -1;
1189 }
1190
1191 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1192 {
1193         return -1;
1194 }
1195
1196 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1197 {
1198         return -1;
1199 }
1200
1201 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1202 {
1203         return 1;
1204 }
1205
1206 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1207 {
1208 }
1209
1210 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1211 {
1212         return false;
1213 }
1214 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1215
1216 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1217 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1218 {
1219         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1220 }
1221
1222 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1223 {
1224         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1225         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1226 }
1227
1228 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1229 {
1230         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1231 }
1232 #else
1233 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1234 {
1235         return 0xff;
1236 }
1237
1238 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1239 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1240 #endif
1241
1242 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1243 {
1244         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1245 }
1246
1247 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1248 {
1249         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1250 }
1251
1252 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1253 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1254 {
1255         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1256         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1257 }
1258
1259 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1260 {
1261         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1262 }
1263 #endif
1264
1265 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1266 {
1267         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1268         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1269 }
1270
1271 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1272 {
1273         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1274         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1275 }
1276
1277 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1278         unsigned long node, unsigned long pfn)
1279 {
1280         set_page_zone(page, zone);
1281         set_page_node(page, node);
1282 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1283         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1284 #endif
1285 }
1286
1287 #ifdef CONFIG_MEMCG
1288 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1289 {
1290         return page->mem_cgroup;
1291 }
1292 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1293 {
1294         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1295         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1296 }
1297 #else
1298 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1299 {
1300         return NULL;
1301 }
1302 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1303 {
1304         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1305         return NULL;
1306 }
1307 #endif
1308
1309 /*
1310  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1311  */
1312 #include <linux/vmstat.h>
1313
1314 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1315 {
1316         return page_to_virt(page);
1317 }
1318
1319 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1320 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1321 #endif
1322
1323 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1324 static inline void *page_address(const struct page *page)
1325 {
1326         return page->virtual;
1327 }
1328 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1329 {
1330         page->virtual = address;
1331 }
1332 #define page_address_init()  do { } while(0)
1333 #endif
1334
1335 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1336 void *page_address(const struct page *page);
1337 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1338 void page_address_init(void);
1339 #endif
1340
1341 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1342 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1343 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1344 #define page_address_init()  do { } while(0)
1345 #endif
1346
1347 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1348 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1349 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1350
1351 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1352
1353 static inline
1354 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1355 {
1356         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1357                 return __page_file_mapping(page);
1358
1359         return page->mapping;
1360 }
1361
1362 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1363
1364 /*
1365  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1366  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1367  */
1368 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1369 {
1370         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1371                 return __page_file_index(page);
1372         return page->index;
1373 }
1374
1375 bool page_mapped(struct page *page);
1376 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1377 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1378
1379 /*
1380  * Return true only if the page has been allocated with
1381  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1382  * met implying that the system is under some pressure.
1383  */
1384 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1385 {
1386         /*
1387          * Page index cannot be this large so this must be
1388          * a pfmemalloc page.
1389          */
1390         return page->index == -1UL;
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1395  * page.
1396  */
1397 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1398 {
1399         page->index = -1UL;
1400 }
1401
1402 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1403 {
1404         page->index = 0;
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1409  */
1410 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1411
1412 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1413
1414 /*
1415  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1416  * various contexts.
1417  */
1418 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1419
1420 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1421
1422 #ifdef CONFIG_MMU
1423 extern bool can_do_mlock(void);
1424 #else
1425 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1426 #endif
1427 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1428 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1429
1430 /*
1431  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1432  */
1433 struct zap_details {
1434         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1435         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1436         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1437 };
1438
1439 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1440                              pte_t pte);
1441 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1442                                 pmd_t pmd);
1443
1444 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1445                   unsigned long size);
1446 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1447                     unsigned long size);
1448 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1449                 unsigned long start, unsigned long end);
1450
1451 struct mmu_notifier_range;
1452
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 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1536 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1537                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1538
1539 /* Container for pinned pfns / pages */
1540 struct frame_vector {
1541         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1542         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1543         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1544         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1545         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1546                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1547                                  * for access */
1548 };
1549
1550 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1551 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1552 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1553                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1554 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1555 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1556 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1557
1558 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1559 {
1560         return vec->nr_frames;
1561 }
1562
1563 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1564 {
1565         if (vec->is_pfns) {
1566                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1567
1568                 if (err)
1569                         return ERR_PTR(err);
1570         }
1571         return (struct page **)(vec->ptrs);
1572 }
1573
1574 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1575 {
1576         if (!vec->is_pfns)
1577                 frame_vector_to_pfns(vec);
1578         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1579 }
1580
1581 struct kvec;
1582 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1583                         struct page **pages);
1584 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1585 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1586
1587 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1588 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1589                               unsigned int length);
1590
1591 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1592 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1593 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1594 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1595                                 struct page *page);
1596 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1597 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1598                           struct bdi_writeback *wb);
1599 int set_page_dirty(struct page *page);
1600 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1601 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1602 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1603 {
1604         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1605         if (PageDirty(page))
1606                 __cancel_dirty_page(page);
1607 }
1608 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1609
1610 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1611
1612 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1613                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1614                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1615                 bool need_rmap_locks);
1616 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1617                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1618                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1619 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1620                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1621                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1622
1623 /*
1624  * doesn't attempt to fault and will return short.
1625  */
1626 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1627                           struct page **pages);
1628 /*
1629  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1630  */
1631 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1632 {
1633         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1634
1635 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1636         /*
1637          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1638          * But it's never be expected number for users.
1639          */
1640         if (val < 0)
1641                 val = 0;
1642 #endif
1643         return (unsigned long)val;
1644 }
1645
1646 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1647 {
1648         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1649 }
1650
1651 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1652 {
1653         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1654 }
1655
1656 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1657 {
1658         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1659 }
1660
1661 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1662 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1663 {
1664         if (PageSwapBacked(page))
1665                 return MM_SHMEMPAGES;
1666         return MM_FILEPAGES;
1667 }
1668
1669 static inline int mm_counter(struct page *page)
1670 {
1671         if (PageAnon(page))
1672                 return MM_ANONPAGES;
1673         return mm_counter_file(page);
1674 }
1675
1676 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1677 {
1678         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1679                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1680                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1681 }
1682
1683 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1684 {
1685         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1686 }
1687
1688 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1689 {
1690         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1691 }
1692
1693 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1694 {
1695         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1696
1697         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1698                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1699 }
1700
1701 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1702 {
1703         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1704                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1705 }
1706
1707 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1708 {
1709         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1710 }
1711
1712 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1713                                          struct mm_struct *mm)
1714 {
1715         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1716
1717         if (*maxrss < hiwater_rss)
1718                 *maxrss = hiwater_rss;
1719 }
1720
1721 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1722 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1723 #else
1724 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1725 {
1726 }
1727 #endif
1728
1729 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1730 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1731 {
1732         return 0;
1733 }
1734 #endif
1735
1736 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1737
1738 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1739                                spinlock_t **ptl);
1740 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1741                                     spinlock_t **ptl)
1742 {
1743         pte_t *ptep;
1744         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1745         return ptep;
1746 }
1747
1748 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1749 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1750                                                 unsigned long address)
1751 {
1752         return 0;
1753 }
1754 #else
1755 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1756 #endif
1757
1758 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1759 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1760                                                 unsigned long address)
1761 {
1762         return 0;
1763 }
1764 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1765 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1766
1767 #else
1768 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1769
1770 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1771 {
1772         if (mm_pud_folded(mm))
1773                 return;
1774         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1775 }
1776
1777 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1778 {
1779         if (mm_pud_folded(mm))
1780                 return;
1781         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1782 }
1783 #endif
1784
1785 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1786 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1787                                                 unsigned long address)
1788 {
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1793 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1794
1795 #else
1796 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1797
1798 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1799 {
1800         if (mm_pmd_folded(mm))
1801                 return;
1802         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1803 }
1804
1805 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1806 {
1807         if (mm_pmd_folded(mm))
1808                 return;
1809         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1810 }
1811 #endif
1812
1813 #ifdef CONFIG_MMU
1814 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1815 {
1816         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1817 }
1818
1819 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1820 {
1821         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1822 }
1823
1824 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1825 {
1826         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1827 }
1828
1829 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1830 {
1831         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1832 }
1833 #else
1834
1835 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1836 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1837 {
1838         return 0;
1839 }
1840
1841 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1842 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1843 #endif
1844
1845 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
1846 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
1847
1848 /*
1849  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1850  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1851  */
1852 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1853
1854 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1855 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1856                 unsigned long address)
1857 {
1858         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1859                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1860 }
1861
1862 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1863                 unsigned long address)
1864 {
1865         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1866                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1867 }
1868 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1869
1870 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1871 {
1872         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1873                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1874 }
1875 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1876
1877 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1878 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1879 void __init ptlock_cache_init(void);
1880 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1881 extern void ptlock_free(struct page *page);
1882
1883 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1884 {
1885         return page->ptl;
1886 }
1887 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1888 static inline void ptlock_cache_init(void)
1889 {
1890 }
1891
1892 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1893 {
1894         return true;
1895 }
1896
1897 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1898 {
1899 }
1900
1901 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1902 {
1903         return &page->ptl;
1904 }
1905 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1906
1907 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1908 {
1909         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1910 }
1911
1912 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1913 {
1914         /*
1915          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1916          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1917          *
1918          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1919          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1920          */
1921         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1922         if (!ptlock_alloc(page))
1923                 return false;
1924         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1925         return true;
1926 }
1927
1928 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1929 /*
1930  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1931  */
1932 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1933 {
1934         return &mm->page_table_lock;
1935 }
1936 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1937 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1938 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
1939 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1940
1941 static inline void pgtable_init(void)
1942 {
1943         ptlock_cache_init();
1944         pgtable_cache_init();
1945 }
1946
1947 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
1948 {
1949         if (!ptlock_init(page))
1950                 return false;
1951         __SetPageTable(page);
1952         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1953         return true;
1954 }
1955
1956 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
1957 {
1958         ptlock_free(page);
1959         __ClearPageTable(page);
1960         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1961 }
1962
1963 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1964 ({                                                      \
1965         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1966         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1967         *(ptlp) = __ptl;                                \
1968         spin_lock(__ptl);                               \
1969         __pte;                                          \
1970 })
1971
1972 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1973         spin_unlock(ptl);                               \
1974         pte_unmap(pte);                                 \
1975 } while (0)
1976
1977 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
1978
1979 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1980         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1981
1982 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1983         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
1984                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1985
1986 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1987         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
1988                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1989
1990 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1991
1992 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1993 {
1994         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1995         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1996 }
1997
1998 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1999 {
2000         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2001 }
2002
2003 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2004 {
2005 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2006         page->pmd_huge_pte = NULL;
2007 #endif
2008         return ptlock_init(page);
2009 }
2010
2011 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2012 {
2013 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2014         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2015 #endif
2016         ptlock_free(page);
2017 }
2018
2019 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2020
2021 #else
2022
2023 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2024 {
2025         return &mm->page_table_lock;
2026 }
2027
2028 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2029 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2030
2031 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2032
2033 #endif
2034
2035 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2036 {
2037         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2038         spin_lock(ptl);
2039         return ptl;
2040 }
2041
2042 /*
2043  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2044  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2045  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2046  * which need to be converted from page_table_lock.
2047  */
2048 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2049 {
2050         return &mm->page_table_lock;
2051 }
2052
2053 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2054 {
2055         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2056
2057         spin_lock(ptl);
2058         return ptl;
2059 }
2060
2061 extern void __init pagecache_init(void);
2062 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2063 extern void __init free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2064                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2065 extern void free_initmem(void);
2066
2067 /*
2068  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2069  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2070  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2071  * Return pages freed into the buddy system.
2072  */
2073 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2074                                         int poison, const char *s);
2075
2076 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2077 /*
2078  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2079  * and totalram_pages.
2080  */
2081 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2082 #endif
2083
2084 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2085 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2086
2087 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2088
2089 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2090 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2091 {
2092         ClearPageReserved(page);
2093         init_page_count(page);
2094         __free_page(page);
2095 }
2096
2097 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2098 {
2099         __free_reserved_page(page);
2100         adjust_managed_page_count(page, 1);
2101 }
2102
2103 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2104 {
2105         SetPageReserved(page);
2106         adjust_managed_page_count(page, -1);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2111  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2112  * range [0, UCHAR_MAX].
2113  * Return pages freed into the buddy system.
2114  */
2115 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2116 {
2117         extern char __init_begin[], __init_end[];
2118
2119         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2120                                   poison, "unused kernel");
2121 }
2122
2123 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2124 {
2125         int nid;
2126         unsigned long phys_pages = 0;
2127
2128         for_each_online_node(nid)
2129                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2130
2131         return phys_pages;
2132 }
2133
2134 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2135 /*
2136  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2137  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2138  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2139  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2140  * free_area_init_node()
2141  *
2142  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2143  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2144  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2145  * usage, an architecture is expected to do something like
2146  *
2147  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2148  *                                                       max_highmem_pfn};
2149  * for_each_valid_physical_page_range()
2150  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2151  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2152  *
2153  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2154  * registered physical page range.  Similarly
2155  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2156  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2157  *
2158  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2159  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2160  */
2161 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2162 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2163 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2164                                                 unsigned long end_pfn);
2165 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2166                                                 unsigned long end_pfn);
2167 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2168                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2169 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2170 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2171                                                 unsigned long max_low_pfn);
2172 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2173
2174 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2175
2176 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2177     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2178 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2179                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2180 {
2181         return 0;
2182 }
2183 #else
2184 /* please see mm/page_alloc.c */
2185 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2186 /* there is a per-arch backend function. */
2187 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2188                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2189 #endif
2190
2191 #if !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2192 void zero_resv_unavail(void);
2193 #else
2194 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2195 #endif
2196
2197 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2198 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2199                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2200 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2201 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2202 extern void mem_init(void);
2203 extern void __init mmap_init(void);
2204 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2205 extern long si_mem_available(void);
2206 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2207 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2208 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2209 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2210 #endif
2211
2212 extern __printf(3, 4)
2213 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2214
2215 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2216
2217 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2218 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2219
2220 /* page_alloc.c */
2221 extern int min_free_kbytes;
2222 extern int watermark_boost_factor;
2223 extern int watermark_scale_factor;
2224
2225 /* nommu.c */
2226 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2227 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2228
2229 /* interval_tree.c */
2230 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2231                               struct rb_root_cached *root);
2232 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2233                                     struct vm_area_struct *prev,
2234                                     struct rb_root_cached *root);
2235 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2236                               struct rb_root_cached *root);
2237 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2238                                 unsigned long start, unsigned long last);
2239 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2240                                 unsigned long start, unsigned long last);
2241
2242 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2243         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2244              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2245
2246 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2247                                    struct rb_root_cached *root);
2248 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2249                                    struct rb_root_cached *root);
2250 struct anon_vma_chain *
2251 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2252                                   unsigned long start, unsigned long last);
2253 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2254         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2255 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2256 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2257 #endif
2258
2259 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2260         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2261              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2262
2263 /* mmap.c */
2264 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2265 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2266         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2267         struct vm_area_struct *expand);
2268 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2269         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2270 {
2271         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2272 }
2273 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2274         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2275         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2276         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2277 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2278 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2279         unsigned long addr, int new_below);
2280 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2281         unsigned long addr, int new_below);
2282 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2283 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2284         struct rb_node **, struct rb_node *);
2285 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2286 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2287         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2288         bool *need_rmap_locks);
2289 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2290
2291 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2292                                     unsigned long new,
2293                                     unsigned long start,
2294                                     unsigned long end_data,
2295                                     unsigned long start_data)
2296 {
2297         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2298                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2299                         return -ENOSPC;
2300         }
2301
2302         return 0;
2303 }
2304
2305 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2306 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2307
2308 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2309 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2310 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2311
2312 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2313 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2314
2315 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2316                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2317 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2318                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2319                                    unsigned long flags,
2320                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2321 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2322 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2323                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2324                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2325
2326 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2327
2328 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2329
2330 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2331         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2332         struct list_head *uf);
2333 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2334         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2335         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2336         struct list_head *uf);
2337 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2338                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2339 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2340                      struct list_head *uf);
2341
2342 static inline unsigned long
2343 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2344         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2345         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2346         struct list_head *uf)
2347 {
2348         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2349 }
2350
2351 #ifdef CONFIG_MMU
2352 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2353                          int ignore_errors);
2354 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2355 {
2356         /* Ignore errors */
2357         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2358 }
2359 #else
2360 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2361 #endif
2362
2363 /* These take the mm semaphore themselves */
2364 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2365 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2366 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2367 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2368         unsigned long, unsigned long,
2369         unsigned long, unsigned long);
2370
2371 struct vm_unmapped_area_info {
2372 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2373         unsigned long flags;
2374         unsigned long length;
2375         unsigned long low_limit;
2376         unsigned long high_limit;
2377         unsigned long align_mask;
2378         unsigned long align_offset;
2379 };
2380
2381 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2382 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2383
2384 /*
2385  * Search for an unmapped address range.
2386  *
2387  * We are looking for a range that:
2388  * - does not intersect with any VMA;
2389  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2390  * - is at least the desired size.
2391  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2392  */
2393 static inline unsigned long
2394 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2395 {
2396         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2397                 return unmapped_area_topdown(info);
2398         else
2399                 return unmapped_area(info);
2400 }
2401
2402 /* truncate.c */
2403 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2404 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2405                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2406 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2407
2408 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2409 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2410 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2411                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2412 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2413
2414 /* mm/page-writeback.c */
2415 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2416 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2417
2418 /* readahead.c */
2419 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
2420
2421 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2422                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2423
2424 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2425                                struct file_ra_state *ra,
2426                                struct file *filp,
2427                                pgoff_t offset,
2428                                unsigned long size);
2429
2430 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2431                                 struct file_ra_state *ra,
2432                                 struct file *filp,
2433                                 struct page *pg,
2434                                 pgoff_t offset,
2435                                 unsigned long size);
2436
2437 extern unsigned long stack_guard_gap;
2438 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2439 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2440
2441 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2442 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2443                 unsigned long address);
2444 #if VM_GROWSUP
2445 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2446 #else
2447   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2448 #endif
2449
2450 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2451 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2452 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2453                                              struct vm_area_struct **pprev);
2454
2455 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2456    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2457 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2458 {
2459         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2460
2461         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2462                 vma = NULL;
2463         return vma;
2464 }
2465
2466 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2467 {
2468         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2469
2470         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2471                 vm_start -= stack_guard_gap;
2472                 if (vm_start > vma->vm_start)
2473                         vm_start = 0;
2474         }
2475         return vm_start;
2476 }
2477
2478 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2479 {
2480         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2481
2482         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2483                 vm_end += stack_guard_gap;
2484                 if (vm_end < vma->vm_end)
2485                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2486         }
2487         return vm_end;
2488 }
2489
2490 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2491 {
2492         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2493 }
2494
2495 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2496 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2497                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2498 {
2499         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2500
2501         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2502                 vma = NULL;
2503
2504         return vma;
2505 }
2506
2507 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2508                                 unsigned long start, unsigned long end)
2509 {
2510         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2511 }
2512
2513 #ifdef CONFIG_MMU
2514 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2515 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2516 #else
2517 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2518 {
2519         return __pgprot(0);
2520 }
2521 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2522 {
2523         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2524 }
2525 #endif
2526
2527 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2528 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2529                         unsigned long start, unsigned long end);
2530 #endif
2531
2532 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2533 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2534                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2535 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2536 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2537                                 unsigned long num);
2538 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2539                                 unsigned long num);
2540 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2541                         unsigned long pfn);
2542 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2543                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2544 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2545                         pfn_t pfn);
2546 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2547                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2548 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2549
2550 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2551                                 unsigned long addr, struct page *page)
2552 {
2553         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2554
2555         if (err == -ENOMEM)
2556                 return VM_FAULT_OOM;
2557         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2558                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2559
2560         return VM_FAULT_NOPAGE;
2561 }
2562
2563 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2564 {
2565         if (err == -ENOMEM)
2566                 return VM_FAULT_OOM;
2567         return VM_FAULT_SIGBUS;
2568 }
2569
2570 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2571                          unsigned int foll_flags);
2572
2573 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2574 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2575 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2576 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2577 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2578 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2579                                  * and return without waiting upon it */
2580 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2581 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2582 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2583 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2584 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2585 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2586 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2587 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2588 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2589 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2590 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2591 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2592
2593 /*
2594  * NOTE on FOLL_LONGTERM:
2595  *
2596  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2597  * period _often_ under userspace control.  This is contrasted with
2598  * iov_iter_get_pages() where usages which are transient.
2599  *
2600  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2601  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2602  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2603  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2604  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2605  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2606  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2607  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2608  *
2609  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2610  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2611  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2612  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2613  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY
2614  *
2615  * In the CMA case: longterm pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2616  * that region.  And so CMA attempts to migrate the page before pinning when
2617  * FOLL_LONGTERM is specified.
2618  */
2619
2620 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2621 {
2622         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2623                 return -ENOMEM;
2624         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2625                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2626         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2627                 return -EFAULT;
2628         return 0;
2629 }
2630
2631 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2632 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2633                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2634
2635 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2636 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2637 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2638 #else
2639 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2640 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2641                                         int enable) { }
2642 #endif
2643
2644 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2645 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2646 #else
2647 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2648 #endif
2649 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2650 {
2651         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2652             !page_poisoning_enabled())
2653                 return true;
2654         return flags & __GFP_ZERO;
2655 }
2656
2657 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2658 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2659 #else
2660 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2661 #endif
2662 static inline bool want_init_on_free(void)
2663 {
2664         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2665                !page_poisoning_enabled();
2666 }
2667
2668 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC_ENABLE_DEFAULT
2669 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(_debug_pagealloc_enabled);
2670 #else
2671 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2672 #endif
2673
2674 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2675 {
2676         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2677                 return false;
2678
2679         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2680 }
2681
2682 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2683 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2684
2685 static inline void
2686 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2687 {
2688         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2689 }
2690 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2691 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2692 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2693 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2694 static inline void
2695 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2696 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2697 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2698 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2699 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2700
2701 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2702 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2703 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2704 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2705 #else
2706 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2707 {
2708         return NULL;
2709 }
2710 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2711 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2712 {
2713         return 0;
2714 }
2715 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2716
2717 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2718
2719 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2720 extern int sysctl_drop_caches;
2721 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2722                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2723 #endif
2724
2725 void drop_slab(void);
2726 void drop_slab_node(int nid);
2727
2728 #ifndef CONFIG_MMU
2729 #define randomize_va_space 0
2730 #else
2731 extern int randomize_va_space;
2732 #endif
2733
2734 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2735 #ifdef CONFIG_MMU
2736 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2737 #else
2738 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
2739 {
2740 }
2741 #endif
2742
2743 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
2744 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
2745                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
2746 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2747 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2748 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2749 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2750 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2751 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2752 struct vmem_altmap;
2753 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2754 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2755 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2756 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2757                                int node);
2758 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2759                 struct vmem_altmap *altmap);
2760 void vmemmap_populate_print_last(void);
2761 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2762 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2763                 struct vmem_altmap *altmap);
2764 #endif
2765 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2766                                   unsigned long nr_pages);
2767
2768 enum mf_flags {
2769         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2770         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2771         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2772         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2773 };
2774 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2775 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2776 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2777 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2778 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2779 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2780 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2781 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2782 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2783 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2784
2785
2786 /*
2787  * Error handlers for various types of pages.
2788  */
2789 enum mf_result {
2790         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2791         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2792         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2793         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2794 };
2795
2796 enum mf_action_page_type {
2797         MF_MSG_KERNEL,
2798         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2799         MF_MSG_SLAB,
2800         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2801         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2802         MF_MSG_HUGE,
2803         MF_MSG_FREE_HUGE,
2804         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2805         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2806         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2807         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2808         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2809         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2810         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2811         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2812         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2813         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2814         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2815         MF_MSG_BUDDY,
2816         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2817         MF_MSG_DAX,
2818         MF_MSG_UNKNOWN,
2819 };
2820
2821 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2822 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2823                             unsigned long addr_hint,
2824                             unsigned int pages_per_huge_page);
2825 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2826                                 unsigned long addr_hint,
2827                                 struct vm_area_struct *vma,
2828                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2829 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2830                                 const void __user *usr_src,
2831                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2832                                 bool allow_pagefault);
2833 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2834
2835 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2836 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2837 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
2838
2839 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2840 {
2841         return _debug_guardpage_minorder;
2842 }
2843
2844 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2845 {
2846         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
2847 }
2848
2849 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2850 {
2851         if (!debug_guardpage_enabled())
2852                 return false;
2853
2854         return PageGuard(page);
2855 }
2856 #else
2857 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2858 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2859 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2860 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2861
2862 #if MAX_NUMNODES > 1
2863 void __init setup_nr_node_ids(void);
2864 #else
2865 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2866 #endif
2867
2868 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
2869
2870 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
2871 {
2872         return !memcmp_pages(page1, page2);
2873 }
2874
2875 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
2876 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2877                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
2878                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
2879                                                 unsigned long *bitmap,
2880                                                 pgoff_t *start,
2881                                                 pgoff_t *end);
2882
2883 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
2884                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
2885 #endif
2886
2887 #endif /* __KERNEL__ */
2888 #endif /* _LINUX_MM_H */