]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - include/linux/mm.h
Merge tag 'imx-drm-fixes-2018-08-03' of git://git.pengutronix.de/git/pza/linux into...
[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
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern unsigned long totalram_pages;
52 extern void * high_memory;
53 extern int page_cluster;
54
55 #ifdef CONFIG_SYSCTL
56 extern int sysctl_legacy_va_layout;
57 #else
58 #define sysctl_legacy_va_layout 0
59 #endif
60
61 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
62 extern const int mmap_rnd_bits_min;
63 extern const int mmap_rnd_bits_max;
64 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
65 #endif
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
68 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
69 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
70 #endif
71
72 #include <asm/page.h>
73 #include <asm/pgtable.h>
74 #include <asm/processor.h>
75
76 #ifndef __pa_symbol
77 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
78 #endif
79
80 #ifndef page_to_virt
81 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
82 #endif
83
84 #ifndef lm_alias
85 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
86 #endif
87
88 /*
89  * To prevent common memory management code establishing
90  * a zero page mapping on a read fault.
91  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
92  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
93  * related to the physical page in case of virtualization.
94  */
95 #ifndef mm_forbids_zeropage
96 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
97 #endif
98
99 /*
100  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
101  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
102  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
103  */
104 #ifndef mm_zero_struct_page
105 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
106 #endif
107
108 /*
109  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
110  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
111  * problem.
112  *
113  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
114  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
115  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
116  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
117  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
118  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
119  *
120  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
121  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
122  * that.
123  */
124 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
125 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
126
127 extern int sysctl_max_map_count;
128
129 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
130 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
131
132 extern int sysctl_overcommit_memory;
133 extern int sysctl_overcommit_ratio;
134 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
135
136 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
137                                     size_t *, loff_t *);
138 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
139                                     size_t *, loff_t *);
140
141 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
142
143 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
144 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
145
146 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
147 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
148
149 /*
150  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
151  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
152  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
153  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
154  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
155  * mmap() functions).
156  */
157
158 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
159 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
160 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
161
162 #ifndef CONFIG_MMU
163 extern struct rb_root nommu_region_tree;
164 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
165
166 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
167 #endif
168
169 /*
170  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
171  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
172  */
173 #define VM_NONE         0x00000000
174
175 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
176 #define VM_WRITE        0x00000002
177 #define VM_EXEC         0x00000004
178 #define VM_SHARED       0x00000008
179
180 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
181 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
182 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
183 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
184 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
185
186 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
187 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
188 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
189 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
190 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
191
192 #define VM_LOCKED       0x00002000
193 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
194
195                                         /* Used by sys_madvise() */
196 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
197 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
198
199 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
200 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
201 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
202 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
203 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
204 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
205 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
206 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
207 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
208 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
209
210 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
211 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
212 #else
213 # define VM_SOFTDIRTY   0
214 #endif
215
216 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
217 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
218 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
219 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
220
221 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
225 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
226 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
227 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
228 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
229 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
230 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
231 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
232 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
233
234 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
235 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
236 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
237 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
238 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
239 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
240 #ifdef CONFIG_PPC
241 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
242 #else
243 # define VM_PKEY_BIT4  0
244 #endif
245 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
246
247 #if defined(CONFIG_X86)
248 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
249 #elif defined(CONFIG_PPC)
250 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
251 #elif defined(CONFIG_PARISC)
252 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
253 #elif defined(CONFIG_IA64)
254 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
255 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
256 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
257 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
258 #elif !defined(CONFIG_MMU)
259 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
260 #endif
261
262 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
263 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
264 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
265 #else
266 # define VM_MPX         VM_NONE
267 #endif
268
269 #ifndef VM_GROWSUP
270 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
271 #endif
272
273 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
274 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
275
276 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
277 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
278 #endif
279
280 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
281 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
282 #else
283 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
284 #endif
285
286 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
287
288 /*
289  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
290  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
291  */
292 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
293
294 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
295 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
296
297 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
298 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
299
300 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
301 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
302 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
303 #endif
304 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
305
306 /*
307  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
308  * low four bits) to a page protection mask..
309  */
310 extern pgprot_t protection_map[16];
311
312 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
313 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
314 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
315 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
316 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
317 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
318 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
319 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
320 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
321
322 #define FAULT_FLAG_TRACE \
323         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
324         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
325         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
326         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
327         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
328         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
329         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
330         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
331         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
332
333 /*
334  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
335  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
336  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
337  *
338  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
339  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
340  *
341  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
342  */
343 struct vm_fault {
344         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
345         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
346         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
347         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
348         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
349         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
350                                          * the 'address' */
351         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
352                                          * the 'address'
353                                          */
354         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
355
356         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
357         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
358         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
359                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
360                                          * is set (which is also implied by
361                                          * VM_FAULT_ERROR).
362                                          */
363         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
364         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
365                                          * the 'address'. NULL if the page
366                                          * table hasn't been allocated.
367                                          */
368         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
369                                          * Protects pte page table if 'pte'
370                                          * is not NULL, otherwise pmd.
371                                          */
372         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
373                                          * vm_ops->map_pages() calls
374                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
375                                          * do_fault_around() pre-allocates
376                                          * page table to avoid allocation from
377                                          * atomic context.
378                                          */
379 };
380
381 /* page entry size for vm->huge_fault() */
382 enum page_entry_size {
383         PE_SIZE_PTE = 0,
384         PE_SIZE_PMD,
385         PE_SIZE_PUD,
386 };
387
388 /*
389  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
390  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
391  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
392  */
393 struct vm_operations_struct {
394         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
395         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
396         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
397         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
398         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
399         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
400                         enum page_entry_size pe_size);
401         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
402                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
403         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
404
405         /* notification that a previously read-only page is about to become
406          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
407         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
408
409         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
410         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
411
412         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
413          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
414          */
415         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
416                       void *buf, int len, int write);
417
418         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
419          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
420          * vma to be dumped unconditionally. */
421         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
422
423 #ifdef CONFIG_NUMA
424         /*
425          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
426          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
427          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
428          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
429          * mempolicy.
430          */
431         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
432
433         /*
434          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
435          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
436          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
437          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
438          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
439          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
440          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
441          * policy.
442          */
443         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
444                                         unsigned long addr);
445 #endif
446         /*
447          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
448          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
449          * (using pte_page()) would not find the correct page.
450          */
451         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
452                                           unsigned long addr);
453 };
454
455 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
456 {
457         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
458
459         vma->vm_mm = mm;
460         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
461         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
462 }
463
464 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
465 {
466         vma->vm_ops = NULL;
467 }
468
469 struct mmu_gather;
470 struct inode;
471
472 #define page_private(page)              ((page)->private)
473 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
474
475 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
476 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
477 {
478         return 0;
479 }
480 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
481 {
482         return 0;
483 }
484 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
485 {
486         return 0;
487 }
488 #endif
489
490 /*
491  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
492  * files which need it (119 of them)
493  */
494 #include <linux/page-flags.h>
495 #include <linux/huge_mm.h>
496
497 /*
498  * Methods to modify the page usage count.
499  *
500  * What counts for a page usage:
501  * - cache mapping   (page->mapping)
502  * - private data    (page->private)
503  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
504  *   is counted separately
505  *
506  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
507  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
508  */
509
510 /*
511  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
512  */
513 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
514 {
515         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
516         return page_ref_dec_and_test(page);
517 }
518
519 /*
520  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
521  * that is the case.
522  * This can be called when MMU is off so it must not access
523  * any of the virtual mappings.
524  */
525 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
526 {
527         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
528 }
529
530 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
531
532 enum {
533         REGION_INTERSECTS,
534         REGION_DISJOINT,
535         REGION_MIXED,
536 };
537
538 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
539                       unsigned long desc);
540
541 /* Support for virtually mapped pages */
542 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
543 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
544
545 /*
546  * Determine if an address is within the vmalloc range
547  *
548  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
549  * is no special casing required.
550  */
551 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
552 {
553 #ifdef CONFIG_MMU
554         unsigned long addr = (unsigned long)x;
555
556         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
557 #else
558         return false;
559 #endif
560 }
561 #ifdef CONFIG_MMU
562 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
563 #else
564 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
565 {
566         return 0;
567 }
568 #endif
569
570 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
571 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
572 {
573         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
574 }
575 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
576 {
577         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
578 }
579 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
580 {
581         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
582 }
583
584 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
585 {
586         size_t bytes;
587
588         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
589                 return NULL;
590
591         return kvmalloc(bytes, flags);
592 }
593
594 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
595 {
596         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
597 }
598
599 extern void kvfree(const void *addr);
600
601 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
602 {
603         return &page[1].compound_mapcount;
604 }
605
606 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
607 {
608         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
609         page = compound_head(page);
610         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
611 }
612
613 /*
614  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
615  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
616  * and atomic_add_negative(-1).
617  */
618 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
619 {
620         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
621 }
622
623 int __page_mapcount(struct page *page);
624
625 static inline int page_mapcount(struct page *page)
626 {
627         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
628
629         if (unlikely(PageCompound(page)))
630                 return __page_mapcount(page);
631         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
632 }
633
634 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
635 int total_mapcount(struct page *page);
636 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
637 #else
638 static inline int total_mapcount(struct page *page)
639 {
640         return page_mapcount(page);
641 }
642 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
643                                            int *total_mapcount)
644 {
645         int mapcount = page_mapcount(page);
646         if (total_mapcount)
647                 *total_mapcount = mapcount;
648         return mapcount;
649 }
650 #endif
651
652 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
653 {
654         struct page *page = virt_to_page(x);
655
656         return compound_head(page);
657 }
658
659 void __put_page(struct page *page);
660
661 void put_pages_list(struct list_head *pages);
662
663 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
664
665 /*
666  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
667  * prototype for that function and accessor functions.
668  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
669  */
670 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
671
672 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
673 enum compound_dtor_id {
674         NULL_COMPOUND_DTOR,
675         COMPOUND_PAGE_DTOR,
676 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
677         HUGETLB_PAGE_DTOR,
678 #endif
679 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
680         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
681 #endif
682         NR_COMPOUND_DTORS,
683 };
684 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
685
686 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
687                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
688 {
689         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
690         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
691 }
692
693 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
694 {
695         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
696         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
697 }
698
699 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
700 {
701         if (!PageHead(page))
702                 return 0;
703         return page[1].compound_order;
704 }
705
706 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
707 {
708         page[1].compound_order = order;
709 }
710
711 void free_compound_page(struct page *page);
712
713 #ifdef CONFIG_MMU
714 /*
715  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
716  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
717  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
718  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
719  */
720 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
721 {
722         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
723                 pte = pte_mkwrite(pte);
724         return pte;
725 }
726
727 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
728                 struct page *page);
729 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
730 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
731 #endif
732
733 /*
734  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
735  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
736  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
737  * only one copy in memory, at most, normally.
738  *
739  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
740  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
741  *   freelist management in the buddy allocator.
742  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
743  *
744  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
745  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
746  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
747  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
748  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
749  *
750  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
751  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
752  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
753  * and page->virtual store page management information, but all other fields
754  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
755  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
756  * subsequently been given references to it.
757  *
758  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
759  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
760  * The following discussion applies only to them.
761  *
762  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
763  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
764  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
765  * into the filesystem to release these pages.
766  *
767  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
768  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
769  * in units of PAGE_SIZE.
770  *
771  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
772  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
773  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
774  *
775  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
776  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
777  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
778  *
779  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
780  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
781  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
782  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
783  *
784  * All pagecache pages may be subject to I/O:
785  * - inode pages may need to be read from disk,
786  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
787  *   to be written back to the inode on disk,
788  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
789  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
790  *   back into memory.
791  */
792
793 /*
794  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
795  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
796  */
797
798 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
799 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
800 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
801 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
802 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
803
804 /*
805  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
806  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
807  * the compiler will optimise away reference to them.
808  */
809 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
810 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
811 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
812 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
813
814 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
815 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
816 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
817 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
818                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
819 #else
820 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
821 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
822                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
823 #endif
824
825 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
826
827 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
828 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
829 #endif
830
831 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
832 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
833 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
834 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
835 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
836
837 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
838 {
839         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
840 }
841
842 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
843 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
844 {
845         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
846 }
847 #else
848 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
849 {
850         return false;
851 }
852 #endif
853
854 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
855 void dev_pagemap_get_ops(void);
856 void dev_pagemap_put_ops(void);
857 void __put_devmap_managed_page(struct page *page);
858 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
859 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
860 {
861         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
862                 return false;
863         if (!is_zone_device_page(page))
864                 return false;
865         switch (page->pgmap->type) {
866         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
867         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
868         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
869                 __put_devmap_managed_page(page);
870                 return true;
871         default:
872                 break;
873         }
874         return false;
875 }
876
877 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
878 {
879         return is_zone_device_page(page) &&
880                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
881 }
882
883 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
884 {
885         return is_zone_device_page(page) &&
886                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
887 }
888
889 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
890 static inline void dev_pagemap_get_ops(void)
891 {
892 }
893
894 static inline void dev_pagemap_put_ops(void)
895 {
896 }
897
898 static inline bool put_devmap_managed_page(struct page *page)
899 {
900         return false;
901 }
902
903 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
904 {
905         return false;
906 }
907
908 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
909 {
910         return false;
911 }
912 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
913
914 static inline void get_page(struct page *page)
915 {
916         page = compound_head(page);
917         /*
918          * Getting a normal page or the head of a compound page
919          * requires to already have an elevated page->_refcount.
920          */
921         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
922         page_ref_inc(page);
923 }
924
925 static inline void put_page(struct page *page)
926 {
927         page = compound_head(page);
928
929         /*
930          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
931          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
932          * need to inform the device driver through callback. See
933          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
934          */
935         if (put_devmap_managed_page(page))
936                 return;
937
938         if (put_page_testzero(page))
939                 __put_page(page);
940 }
941
942 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
943 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
944 #endif
945
946 /*
947  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
948  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
949  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
950  * node id available in page flags.
951  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
952  * pages in a zone.
953  */
954 static inline int page_zone_id(struct page *page)
955 {
956         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
957 }
958
959 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
960 {
961 #ifdef CONFIG_NUMA
962         return zone->node;
963 #else
964         return 0;
965 #endif
966 }
967
968 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
969 extern int page_to_nid(const struct page *page);
970 #else
971 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
972 {
973         struct page *p = (struct page *)page;
974
975         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
976 }
977 #endif
978
979 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
980 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
981 {
982         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
983 }
984
985 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
986 {
987         return cpupid & LAST__PID_MASK;
988 }
989
990 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
991 {
992         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
993 }
994
995 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
996 {
997         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
998 }
999
1000 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1001 {
1002         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1003 }
1004
1005 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1006 {
1007         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1008 }
1009
1010 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1011 {
1012         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1013 }
1014
1015 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1016 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1017 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1018 {
1019         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1020 }
1021
1022 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1023 {
1024         return page->_last_cpupid;
1025 }
1026 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1027 {
1028         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1029 }
1030 #else
1031 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1032 {
1033         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1034 }
1035
1036 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1037
1038 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1039 {
1040         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1041 }
1042 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1043 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1044 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1045 {
1046         return page_to_nid(page); /* XXX */
1047 }
1048
1049 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1050 {
1051         return page_to_nid(page); /* XXX */
1052 }
1053
1054 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1055 {
1056         return -1;
1057 }
1058
1059 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1060 {
1061         return -1;
1062 }
1063
1064 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1065 {
1066         return -1;
1067 }
1068
1069 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1070 {
1071         return -1;
1072 }
1073
1074 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1075 {
1076         return 1;
1077 }
1078
1079 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1080 {
1081 }
1082
1083 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1084 {
1085         return false;
1086 }
1087 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1088
1089 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1090 {
1091         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1092 }
1093
1094 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1095 {
1096         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1097 }
1098
1099 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1100 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1101 {
1102         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1103         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1104 }
1105
1106 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1107 {
1108         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1109 }
1110 #endif
1111
1112 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1113 {
1114         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1115         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1116 }
1117
1118 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1119 {
1120         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1121         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1122 }
1123
1124 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1125         unsigned long node, unsigned long pfn)
1126 {
1127         set_page_zone(page, zone);
1128         set_page_node(page, node);
1129 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1130         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1131 #endif
1132 }
1133
1134 #ifdef CONFIG_MEMCG
1135 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1136 {
1137         return page->mem_cgroup;
1138 }
1139 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1140 {
1141         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1142         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1143 }
1144 #else
1145 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1146 {
1147         return NULL;
1148 }
1149 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1150 {
1151         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1152         return NULL;
1153 }
1154 #endif
1155
1156 /*
1157  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1158  */
1159 #include <linux/vmstat.h>
1160
1161 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1162 {
1163         return page_to_virt(page);
1164 }
1165
1166 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1167 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1168 #endif
1169
1170 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1171 static inline void *page_address(const struct page *page)
1172 {
1173         return page->virtual;
1174 }
1175 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1176 {
1177         page->virtual = address;
1178 }
1179 #define page_address_init()  do { } while(0)
1180 #endif
1181
1182 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1183 void *page_address(const struct page *page);
1184 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1185 void page_address_init(void);
1186 #endif
1187
1188 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1189 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1190 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1191 #define page_address_init()  do { } while(0)
1192 #endif
1193
1194 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1195 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1196 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1197
1198 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1199
1200 static inline
1201 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1202 {
1203         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1204                 return __page_file_mapping(page);
1205
1206         return page->mapping;
1207 }
1208
1209 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1210
1211 /*
1212  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1213  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1214  */
1215 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1216 {
1217         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1218                 return __page_file_index(page);
1219         return page->index;
1220 }
1221
1222 bool page_mapped(struct page *page);
1223 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1224 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1225
1226 /*
1227  * Return true only if the page has been allocated with
1228  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1229  * met implying that the system is under some pressure.
1230  */
1231 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1232 {
1233         /*
1234          * Page index cannot be this large so this must be
1235          * a pfmemalloc page.
1236          */
1237         return page->index == -1UL;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1242  * page.
1243  */
1244 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1245 {
1246         page->index = -1UL;
1247 }
1248
1249 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1250 {
1251         page->index = 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1256  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1257  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1258  */
1259
1260 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1261 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1262 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1263 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1264 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1265 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1266 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1267
1268 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1269 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1270 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1271 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1272 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1273 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1274                                          * and needs fsync() to complete (for
1275                                          * synchronous page faults in DAX) */
1276
1277 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1278                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1279                          VM_FAULT_FALLBACK)
1280
1281 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1282         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1283         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1284         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1285         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1286         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1287         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1288         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1289         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1290         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1291         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1292         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1293         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1294         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1295
1296 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1297 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1298 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1299
1300 /*
1301  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1302  */
1303 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1304
1305 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1306
1307 /*
1308  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1309  * various contexts.
1310  */
1311 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1312
1313 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1314
1315 extern bool can_do_mlock(void);
1316 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1317 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1318
1319 /*
1320  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1321  */
1322 struct zap_details {
1323         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1324         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1325         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1326 };
1327
1328 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1329                              pte_t pte, bool with_public_device);
1330 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1331
1332 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1333                                 pmd_t pmd);
1334
1335 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1336                   unsigned long size);
1337 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1338                     unsigned long size);
1339 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1340                 unsigned long start, unsigned long end);
1341
1342 /**
1343  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1344  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1345  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1346  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1347  *             regular PUDs.
1348  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1349  *             this handler is required to be able to handle
1350  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1351  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1352  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1353  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1354  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1355  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1356  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1357  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1358  *             and a negative one means "abort current page table walk
1359  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1360  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1361  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1362  * @private:   private data for callbacks' usage
1363  *
1364  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1365  */
1366 struct mm_walk {
1367         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1368                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1369         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1370                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1371         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1372                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1373         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1374                         struct mm_walk *walk);
1375         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1376                              unsigned long addr, unsigned long next,
1377                              struct mm_walk *walk);
1378         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1379                         struct mm_walk *walk);
1380         struct mm_struct *mm;
1381         struct vm_area_struct *vma;
1382         void *private;
1383 };
1384
1385 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1386                 struct mm_walk *walk);
1387 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1388 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1389                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1390 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1391                         struct vm_area_struct *vma);
1392 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1393                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1394                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1395 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1396         unsigned long *pfn);
1397 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1398                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1399 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1400                         void *buf, int len, int write);
1401
1402 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1403 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1404 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1405 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1406 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1407 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1408 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1409
1410 #ifdef CONFIG_MMU
1411 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1412                 unsigned int flags);
1413 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1414                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1415                             bool *unlocked);
1416 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1417                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1418 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1419                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1420 #else
1421 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1422                 unsigned long address, unsigned int flags)
1423 {
1424         /* should never happen if there's no MMU */
1425         BUG();
1426         return VM_FAULT_SIGBUS;
1427 }
1428 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1429                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1430                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1431 {
1432         /* should never happen if there's no MMU */
1433         BUG();
1434         return -EFAULT;
1435 }
1436 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1437                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1438 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1439                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1440 #endif
1441
1442 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1443                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1444 {
1445         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1446 }
1447
1448 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1449                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1450 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1451                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1452 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1453                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1454
1455 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1456                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1457                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1458                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1459 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1460                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1461                             struct vm_area_struct **vmas);
1462 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1463                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1464 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1465                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1466 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1467 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1468                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1469                             struct vm_area_struct **vmas);
1470 #else
1471 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1472                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1473                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1474 {
1475         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1476 }
1477 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1478
1479 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1480                         struct page **pages);
1481
1482 /* Container for pinned pfns / pages */
1483 struct frame_vector {
1484         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1485         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1486         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1487         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1488         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1489                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1490                                  * for access */
1491 };
1492
1493 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1494 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1495 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1496                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1497 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1498 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1499 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1500
1501 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1502 {
1503         return vec->nr_frames;
1504 }
1505
1506 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1507 {
1508         if (vec->is_pfns) {
1509                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1510
1511                 if (err)
1512                         return ERR_PTR(err);
1513         }
1514         return (struct page **)(vec->ptrs);
1515 }
1516
1517 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1518 {
1519         if (!vec->is_pfns)
1520                 frame_vector_to_pfns(vec);
1521         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1522 }
1523
1524 struct kvec;
1525 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1526                         struct page **pages);
1527 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1528 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1529
1530 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1531 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1532                               unsigned int length);
1533
1534 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1535 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1536 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1537 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1538                                 struct page *page);
1539 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1540 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1541                           struct bdi_writeback *wb);
1542 int set_page_dirty(struct page *page);
1543 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1544 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1545 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1546 {
1547         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1548         if (PageDirty(page))
1549                 __cancel_dirty_page(page);
1550 }
1551 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1552
1553 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1554
1555 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1556 {
1557         return !vma->vm_ops;
1558 }
1559
1560 #ifdef CONFIG_SHMEM
1561 /*
1562  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1563  * paths in userfault.
1564  */
1565 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1566 #else
1567 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1568 #endif
1569
1570 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1571
1572 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1573                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1574                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1575                 bool need_rmap_locks);
1576 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1577                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1578                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1579 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1580                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1581                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1582
1583 /*
1584  * doesn't attempt to fault and will return short.
1585  */
1586 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1587                           struct page **pages);
1588 /*
1589  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1590  */
1591 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1592 {
1593         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1594
1595 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1596         /*
1597          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1598          * But it's never be expected number for users.
1599          */
1600         if (val < 0)
1601                 val = 0;
1602 #endif
1603         return (unsigned long)val;
1604 }
1605
1606 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1607 {
1608         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1609 }
1610
1611 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1612 {
1613         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1614 }
1615
1616 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1617 {
1618         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1619 }
1620
1621 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1622 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1623 {
1624         if (PageSwapBacked(page))
1625                 return MM_SHMEMPAGES;
1626         return MM_FILEPAGES;
1627 }
1628
1629 static inline int mm_counter(struct page *page)
1630 {
1631         if (PageAnon(page))
1632                 return MM_ANONPAGES;
1633         return mm_counter_file(page);
1634 }
1635
1636 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1637 {
1638         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1639                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1640                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1641 }
1642
1643 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1644 {
1645         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1646 }
1647
1648 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1649 {
1650         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1651 }
1652
1653 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1654 {
1655         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1656
1657         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1658                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1659 }
1660
1661 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1662 {
1663         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1664                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1665 }
1666
1667 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1668 {
1669         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1670 }
1671
1672 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1673                                          struct mm_struct *mm)
1674 {
1675         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1676
1677         if (*maxrss < hiwater_rss)
1678                 *maxrss = hiwater_rss;
1679 }
1680
1681 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1682 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1683 #else
1684 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1685 {
1686 }
1687 #endif
1688
1689 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1690 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1691 {
1692         return 0;
1693 }
1694 #endif
1695
1696 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1697
1698 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1699                                spinlock_t **ptl);
1700 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1701                                     spinlock_t **ptl)
1702 {
1703         pte_t *ptep;
1704         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1705         return ptep;
1706 }
1707
1708 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1709 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1710                                                 unsigned long address)
1711 {
1712         return 0;
1713 }
1714 #else
1715 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1716 #endif
1717
1718 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1719 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1720                                                 unsigned long address)
1721 {
1722         return 0;
1723 }
1724 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1725 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1726
1727 #else
1728 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1729
1730 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1731 {
1732         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1733 }
1734
1735 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1736 {
1737         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1738 }
1739 #endif
1740
1741 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1742 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1743                                                 unsigned long address)
1744 {
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1749 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1750
1751 #else
1752 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1753
1754 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1755 {
1756         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1757 }
1758
1759 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1760 {
1761         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1762 }
1763 #endif
1764
1765 #ifdef CONFIG_MMU
1766 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1767 {
1768         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1769 }
1770
1771 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1772 {
1773         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1774 }
1775
1776 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1777 {
1778         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1779 }
1780
1781 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1782 {
1783         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1784 }
1785 #else
1786
1787 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1788 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1789 {
1790         return 0;
1791 }
1792
1793 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1794 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1795 #endif
1796
1797 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1798 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1799
1800 /*
1801  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1802  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1803  */
1804 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1805
1806 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1807 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1808                 unsigned long address)
1809 {
1810         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1811                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1812 }
1813
1814 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1815                 unsigned long address)
1816 {
1817         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1818                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1819 }
1820 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1821
1822 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1823 {
1824         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1825                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1826 }
1827 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1828
1829 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1830 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1831 void __init ptlock_cache_init(void);
1832 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1833 extern void ptlock_free(struct page *page);
1834
1835 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1836 {
1837         return page->ptl;
1838 }
1839 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1840 static inline void ptlock_cache_init(void)
1841 {
1842 }
1843
1844 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1845 {
1846         return true;
1847 }
1848
1849 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1850 {
1851 }
1852
1853 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1854 {
1855         return &page->ptl;
1856 }
1857 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1858
1859 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1860 {
1861         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1862 }
1863
1864 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1865 {
1866         /*
1867          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1868          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1869          *
1870          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1871          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1872          */
1873         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1874         if (!ptlock_alloc(page))
1875                 return false;
1876         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1877         return true;
1878 }
1879
1880 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1881 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1882 {
1883         page->mapping = NULL;
1884         ptlock_free(page);
1885 }
1886
1887 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1888 /*
1889  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1890  */
1891 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1892 {
1893         return &mm->page_table_lock;
1894 }
1895 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1896 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1897 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1898 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1899
1900 static inline void pgtable_init(void)
1901 {
1902         ptlock_cache_init();
1903         pgtable_cache_init();
1904 }
1905
1906 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1907 {
1908         if (!ptlock_init(page))
1909                 return false;
1910         __SetPageTable(page);
1911         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1912         return true;
1913 }
1914
1915 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1916 {
1917         pte_lock_deinit(page);
1918         __ClearPageTable(page);
1919         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1920 }
1921
1922 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1923 ({                                                      \
1924         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1925         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1926         *(ptlp) = __ptl;                                \
1927         spin_lock(__ptl);                               \
1928         __pte;                                          \
1929 })
1930
1931 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1932         spin_unlock(ptl);                               \
1933         pte_unmap(pte);                                 \
1934 } while (0)
1935
1936 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1937         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1938
1939 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1940         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1941
1942 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1943         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1944                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1945
1946 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1947         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1948                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1949
1950 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1951
1952 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1953 {
1954         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1955         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1956 }
1957
1958 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1959 {
1960         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1961 }
1962
1963 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1964 {
1965 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1966         page->pmd_huge_pte = NULL;
1967 #endif
1968         return ptlock_init(page);
1969 }
1970
1971 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1972 {
1973 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1974         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1975 #endif
1976         ptlock_free(page);
1977 }
1978
1979 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1980
1981 #else
1982
1983 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1984 {
1985         return &mm->page_table_lock;
1986 }
1987
1988 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1989 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1990
1991 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1992
1993 #endif
1994
1995 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1996 {
1997         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1998         spin_lock(ptl);
1999         return ptl;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2004  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2005  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2006  * which need to be converted from page_table_lock.
2007  */
2008 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2009 {
2010         return &mm->page_table_lock;
2011 }
2012
2013 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2014 {
2015         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2016
2017         spin_lock(ptl);
2018         return ptl;
2019 }
2020
2021 extern void __init pagecache_init(void);
2022 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
2023 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
2024                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
2025 extern void free_initmem(void);
2026
2027 /*
2028  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2029  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2030  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2031  * Return pages freed into the buddy system.
2032  */
2033 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2034                                         int poison, char *s);
2035
2036 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2037 /*
2038  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2039  * and totalram_pages.
2040  */
2041 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2042 #endif
2043
2044 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2045 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2046
2047 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2048
2049 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2050 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2051 {
2052         ClearPageReserved(page);
2053         init_page_count(page);
2054         __free_page(page);
2055 }
2056
2057 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2058 {
2059         __free_reserved_page(page);
2060         adjust_managed_page_count(page, 1);
2061 }
2062
2063 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2064 {
2065         SetPageReserved(page);
2066         adjust_managed_page_count(page, -1);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2071  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2072  * range [0, UCHAR_MAX].
2073  * Return pages freed into the buddy system.
2074  */
2075 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2076 {
2077         extern char __init_begin[], __init_end[];
2078
2079         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2080                                   poison, "unused kernel");
2081 }
2082
2083 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2084 {
2085         int nid;
2086         unsigned long phys_pages = 0;
2087
2088         for_each_online_node(nid)
2089                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2090
2091         return phys_pages;
2092 }
2093
2094 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2095 /*
2096  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2097  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2098  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2099  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2100  * free_area_init_node()
2101  *
2102  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2103  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2104  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2105  * usage, an architecture is expected to do something like
2106  *
2107  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2108  *                                                       max_highmem_pfn};
2109  * for_each_valid_physical_page_range()
2110  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2111  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2112  *
2113  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2114  * registered physical page range.  Similarly
2115  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2116  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2117  *
2118  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2119  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2120  */
2121 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2122 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2123 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2124                                                 unsigned long end_pfn);
2125 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2126                                                 unsigned long end_pfn);
2127 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2128                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2129 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2130 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2131                                                 unsigned long max_low_pfn);
2132 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2133
2134 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2135
2136 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2137     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2138 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2139                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2140 {
2141         return 0;
2142 }
2143 #else
2144 /* please see mm/page_alloc.c */
2145 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2146 /* there is a per-arch backend function. */
2147 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2148                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2149 #endif
2150
2151 #if defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK) && !defined(CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP)
2152 void zero_resv_unavail(void);
2153 #else
2154 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2155 #endif
2156
2157 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2158 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2159                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2160 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2161 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2162 extern void mem_init(void);
2163 extern void __init mmap_init(void);
2164 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2165 extern long si_mem_available(void);
2166 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2167 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2168 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2169 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2170 #endif
2171
2172 extern __printf(3, 4)
2173 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2174
2175 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2176
2177 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2178 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2179
2180 /* page_alloc.c */
2181 extern int min_free_kbytes;
2182 extern int watermark_scale_factor;
2183
2184 /* nommu.c */
2185 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2186 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2187
2188 /* interval_tree.c */
2189 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2190                               struct rb_root_cached *root);
2191 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2192                                     struct vm_area_struct *prev,
2193                                     struct rb_root_cached *root);
2194 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2195                               struct rb_root_cached *root);
2196 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2197                                 unsigned long start, unsigned long last);
2198 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2199                                 unsigned long start, unsigned long last);
2200
2201 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2202         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2203              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2204
2205 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2206                                    struct rb_root_cached *root);
2207 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2208                                    struct rb_root_cached *root);
2209 struct anon_vma_chain *
2210 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2211                                   unsigned long start, unsigned long last);
2212 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2213         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2214 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2215 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2216 #endif
2217
2218 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2219         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2220              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2221
2222 /* mmap.c */
2223 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2224 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2225         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2226         struct vm_area_struct *expand);
2227 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2228         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2229 {
2230         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2231 }
2232 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2233         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2234         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2235         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2236 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2237 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2238         unsigned long addr, int new_below);
2239 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2240         unsigned long addr, int new_below);
2241 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2242 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2243         struct rb_node **, struct rb_node *);
2244 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2245 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2246         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2247         bool *need_rmap_locks);
2248 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2249
2250 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2251                                     unsigned long new,
2252                                     unsigned long start,
2253                                     unsigned long end_data,
2254                                     unsigned long start_data)
2255 {
2256         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2257                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2258                         return -ENOSPC;
2259         }
2260
2261         return 0;
2262 }
2263
2264 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2265 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2266
2267 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2268 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2269 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2270
2271 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2272 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2273
2274 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2275                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2276 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2277                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2278                                    unsigned long flags,
2279                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2280 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2281 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2282                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2283                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2284
2285 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2286
2287 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2288         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2289         struct list_head *uf);
2290 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2291         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2292         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2293         struct list_head *uf);
2294 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2295                      struct list_head *uf);
2296
2297 static inline unsigned long
2298 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2299         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2300         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2301         struct list_head *uf)
2302 {
2303         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2304 }
2305
2306 #ifdef CONFIG_MMU
2307 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2308                          int ignore_errors);
2309 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2310 {
2311         /* Ignore errors */
2312         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2313 }
2314 #else
2315 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2316 #endif
2317
2318 /* These take the mm semaphore themselves */
2319 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2320 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2321 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2322 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2323         unsigned long, unsigned long,
2324         unsigned long, unsigned long);
2325
2326 struct vm_unmapped_area_info {
2327 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2328         unsigned long flags;
2329         unsigned long length;
2330         unsigned long low_limit;
2331         unsigned long high_limit;
2332         unsigned long align_mask;
2333         unsigned long align_offset;
2334 };
2335
2336 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2337 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2338
2339 /*
2340  * Search for an unmapped address range.
2341  *
2342  * We are looking for a range that:
2343  * - does not intersect with any VMA;
2344  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2345  * - is at least the desired size.
2346  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2347  */
2348 static inline unsigned long
2349 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2350 {
2351         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2352                 return unmapped_area_topdown(info);
2353         else
2354                 return unmapped_area(info);
2355 }
2356
2357 /* truncate.c */
2358 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2359 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2360                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2361 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2362
2363 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2364 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2365 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2366                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2367 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2368
2369 /* mm/page-writeback.c */
2370 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2371 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2372
2373 /* readahead.c */
2374 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2375 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2376
2377 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2378                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2379
2380 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2381                                struct file_ra_state *ra,
2382                                struct file *filp,
2383                                pgoff_t offset,
2384                                unsigned long size);
2385
2386 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2387                                 struct file_ra_state *ra,
2388                                 struct file *filp,
2389                                 struct page *pg,
2390                                 pgoff_t offset,
2391                                 unsigned long size);
2392
2393 extern unsigned long stack_guard_gap;
2394 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2395 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2396
2397 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2398 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2399                 unsigned long address);
2400 #if VM_GROWSUP
2401 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2402 #else
2403   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2404 #endif
2405
2406 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2407 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2408 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2409                                              struct vm_area_struct **pprev);
2410
2411 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2412    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2413 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2414 {
2415         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2416
2417         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2418                 vma = NULL;
2419         return vma;
2420 }
2421
2422 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2423 {
2424         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2425
2426         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2427                 vm_start -= stack_guard_gap;
2428                 if (vm_start > vma->vm_start)
2429                         vm_start = 0;
2430         }
2431         return vm_start;
2432 }
2433
2434 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2435 {
2436         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2437
2438         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2439                 vm_end += stack_guard_gap;
2440                 if (vm_end < vma->vm_end)
2441                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2442         }
2443         return vm_end;
2444 }
2445
2446 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2447 {
2448         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2449 }
2450
2451 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2452 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2453                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2454 {
2455         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2456
2457         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2458                 vma = NULL;
2459
2460         return vma;
2461 }
2462
2463 #ifdef CONFIG_MMU
2464 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2465 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2466 #else
2467 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2468 {
2469         return __pgprot(0);
2470 }
2471 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2472 {
2473         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2474 }
2475 #endif
2476
2477 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2478 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2479                         unsigned long start, unsigned long end);
2480 #endif
2481
2482 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2483 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2484                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2485 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2486 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2487                         unsigned long pfn);
2488 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2489                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2490 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2491                         pfn_t pfn);
2492 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2493                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2494 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2495
2496 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2497                                 unsigned long addr, struct page *page)
2498 {
2499         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2500
2501         if (err == -ENOMEM)
2502                 return VM_FAULT_OOM;
2503         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2504                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2505
2506         return VM_FAULT_NOPAGE;
2507 }
2508
2509 static inline vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma,
2510                                 unsigned long addr, pfn_t pfn)
2511 {
2512         int err = vm_insert_mixed(vma, addr, pfn);
2513
2514         if (err == -ENOMEM)
2515                 return VM_FAULT_OOM;
2516         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2517                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2518
2519         return VM_FAULT_NOPAGE;
2520 }
2521
2522 static inline vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma,
2523                         unsigned long addr, unsigned long pfn)
2524 {
2525         int err = vm_insert_pfn(vma, addr, pfn);
2526
2527         if (err == -ENOMEM)
2528                 return VM_FAULT_OOM;
2529         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2530                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2531
2532         return VM_FAULT_NOPAGE;
2533 }
2534
2535 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2536 {
2537         if (err == -ENOMEM)
2538                 return VM_FAULT_OOM;
2539         return VM_FAULT_SIGBUS;
2540 }
2541
2542 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2543                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2544                               unsigned int *page_mask);
2545
2546 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2547                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2548 {
2549         unsigned int unused_page_mask;
2550         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2551 }
2552
2553 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2554 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2555 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2556 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2557 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2558 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2559                                  * and return without waiting upon it */
2560 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2561 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2562 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2563 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2564 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2565 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2566 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2567 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2568 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2569 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2570
2571 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2572 {
2573         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2574                 return -ENOMEM;
2575         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2576                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2577         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2578                 return -EFAULT;
2579         return 0;
2580 }
2581
2582 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2583                         void *data);
2584 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2585                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2586
2587
2588 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2589 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2590 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2591 #else
2592 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2593 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2594                                         int enable) { }
2595 #endif
2596
2597 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2598 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2599 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2600
2601 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2602 {
2603         return _debug_pagealloc_enabled;
2604 }
2605
2606 static inline void
2607 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2608 {
2609         if (!debug_pagealloc_enabled())
2610                 return;
2611
2612         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2613 }
2614 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2615 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2616 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2617 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2618 static inline void
2619 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2620 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2621 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2622 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2623 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2624 {
2625         return false;
2626 }
2627 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2628
2629 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2630 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2631 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2632 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2633 #else
2634 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2635 {
2636         return NULL;
2637 }
2638 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2639 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2640 {
2641         return 0;
2642 }
2643 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2644
2645 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2646
2647 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2648 extern int sysctl_drop_caches;
2649 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2650                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2651 #endif
2652
2653 void drop_slab(void);
2654 void drop_slab_node(int nid);
2655
2656 #ifndef CONFIG_MMU
2657 #define randomize_va_space 0
2658 #else
2659 extern int randomize_va_space;
2660 #endif
2661
2662 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2663 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2664
2665 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2666                                    unsigned long pnum_begin,
2667                                    unsigned long pnum_end,
2668                                    unsigned long map_count,
2669                                    int nodeid);
2670
2671 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2672                 struct vmem_altmap *altmap);
2673 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2674 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2675 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2676 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2677 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2678 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2679 struct vmem_altmap;
2680 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2681 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2682 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2683 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2684                                int node);
2685 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2686                 struct vmem_altmap *altmap);
2687 void vmemmap_populate_print_last(void);
2688 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2689 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2690                 struct vmem_altmap *altmap);
2691 #endif
2692 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2693                                   unsigned long nr_pages);
2694
2695 enum mf_flags {
2696         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2697         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2698         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2699         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2700 };
2701 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2702 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2703 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2704 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2705 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2706 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2707 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2708 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2709 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2710 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2711
2712
2713 /*
2714  * Error handlers for various types of pages.
2715  */
2716 enum mf_result {
2717         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2718         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2719         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2720         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2721 };
2722
2723 enum mf_action_page_type {
2724         MF_MSG_KERNEL,
2725         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2726         MF_MSG_SLAB,
2727         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2728         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2729         MF_MSG_HUGE,
2730         MF_MSG_FREE_HUGE,
2731         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2732         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2733         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2734         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2735         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2736         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2737         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2738         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2739         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2740         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2741         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2742         MF_MSG_BUDDY,
2743         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2744         MF_MSG_UNKNOWN,
2745 };
2746
2747 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2748 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2749                             unsigned long addr_hint,
2750                             unsigned int pages_per_huge_page);
2751 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2752                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2753                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2754 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2755                                 const void __user *usr_src,
2756                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2757                                 bool allow_pagefault);
2758 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2759
2760 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2761
2762 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2763 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2764 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2765
2766 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2767 {
2768         return _debug_guardpage_minorder;
2769 }
2770
2771 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2772 {
2773         return _debug_guardpage_enabled;
2774 }
2775
2776 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2777 {
2778         struct page_ext *page_ext;
2779
2780         if (!debug_guardpage_enabled())
2781                 return false;
2782
2783         page_ext = lookup_page_ext(page);
2784         if (unlikely(!page_ext))
2785                 return false;
2786
2787         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2788 }
2789 #else
2790 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2791 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2792 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2793 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2794
2795 #if MAX_NUMNODES > 1
2796 void __init setup_nr_node_ids(void);
2797 #else
2798 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2799 #endif
2800
2801 #endif /* __KERNEL__ */
2802 #endif /* _LINUX_MM_H */