mm: memcontrol: convert anon and file-thp to new mem_cgroup_charge() API
[platform/kernel/linux-starfive.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28 #include <linux/overflow.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30 #include <linux/sched.h>
31
32 struct mempolicy;
33 struct anon_vma;
34 struct anon_vma_chain;
35 struct file_ra_state;
36 struct user_struct;
37 struct writeback_control;
38 struct bdi_writeback;
39
40 void init_mm_internals(void);
41
42 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
43 extern unsigned long max_mapnr;
44
45 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
46 {
47         max_mapnr = limit;
48 }
49 #else
50 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
51 #endif
52
53 extern atomic_long_t _totalram_pages;
54 static inline unsigned long totalram_pages(void)
55 {
56         return (unsigned long)atomic_long_read(&_totalram_pages);
57 }
58
59 static inline void totalram_pages_inc(void)
60 {
61         atomic_long_inc(&_totalram_pages);
62 }
63
64 static inline void totalram_pages_dec(void)
65 {
66         atomic_long_dec(&_totalram_pages);
67 }
68
69 static inline void totalram_pages_add(long count)
70 {
71         atomic_long_add(count, &_totalram_pages);
72 }
73
74 extern void * high_memory;
75 extern int page_cluster;
76
77 #ifdef CONFIG_SYSCTL
78 extern int sysctl_legacy_va_layout;
79 #else
80 #define sysctl_legacy_va_layout 0
81 #endif
82
83 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
84 extern const int mmap_rnd_bits_min;
85 extern const int mmap_rnd_bits_max;
86 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
87 #endif
88 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
89 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
90 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
91 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
92 #endif
93
94 #include <asm/page.h>
95 #include <asm/pgtable.h>
96 #include <asm/processor.h>
97
98 /*
99  * Architectures that support memory tagging (assigning tags to memory regions,
100  * embedding these tags into addresses that point to these memory regions, and
101  * checking that the memory and the pointer tags match on memory accesses)
102  * redefine this macro to strip tags from pointers.
103  * It's defined as noop for arcitectures that don't support memory tagging.
104  */
105 #ifndef untagged_addr
106 #define untagged_addr(addr) (addr)
107 #endif
108
109 #ifndef __pa_symbol
110 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
111 #endif
112
113 #ifndef page_to_virt
114 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
115 #endif
116
117 #ifndef lm_alias
118 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
119 #endif
120
121 /*
122  * To prevent common memory management code establishing
123  * a zero page mapping on a read fault.
124  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
125  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
126  * related to the physical page in case of virtualization.
127  */
128 #ifndef mm_forbids_zeropage
129 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
130 #endif
131
132 /*
133  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
134  * If an architecture decides to implement their own version of
135  * mm_zero_struct_page they should wrap the defines below in a #ifndef and
136  * define their own version of this macro in <asm/pgtable.h>
137  */
138 #if BITS_PER_LONG == 64
139 /* This function must be updated when the size of struct page grows above 80
140  * or reduces below 56. The idea that compiler optimizes out switch()
141  * statement, and only leaves move/store instructions. Also the compiler can
142  * combine write statments if they are both assignments and can be reordered,
143  * this can result in several of the writes here being dropped.
144  */
145 #define mm_zero_struct_page(pp) __mm_zero_struct_page(pp)
146 static inline void __mm_zero_struct_page(struct page *page)
147 {
148         unsigned long *_pp = (void *)page;
149
150          /* Check that struct page is either 56, 64, 72, or 80 bytes */
151         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) & 7);
152         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) < 56);
153         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct page) > 80);
154
155         switch (sizeof(struct page)) {
156         case 80:
157                 _pp[9] = 0;     /* fallthrough */
158         case 72:
159                 _pp[8] = 0;     /* fallthrough */
160         case 64:
161                 _pp[7] = 0;     /* fallthrough */
162         case 56:
163                 _pp[6] = 0;
164                 _pp[5] = 0;
165                 _pp[4] = 0;
166                 _pp[3] = 0;
167                 _pp[2] = 0;
168                 _pp[1] = 0;
169                 _pp[0] = 0;
170         }
171 }
172 #else
173 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
174 #endif
175
176 /*
177  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
178  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
179  * problem.
180  *
181  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
182  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
183  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
184  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
185  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
186  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
187  *
188  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
189  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
190  * that.
191  */
192 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
193 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
194
195 extern int sysctl_max_map_count;
196
197 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
198 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
199
200 extern int sysctl_overcommit_memory;
201 extern int sysctl_overcommit_ratio;
202 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
203
204 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
205                                     size_t *, loff_t *);
206 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
207                                     size_t *, loff_t *);
208
209 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
210
211 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
212 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
213
214 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
215 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
216
217 #define lru_to_page(head) (list_entry((head)->prev, struct page, lru))
218
219 /*
220  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
221  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
222  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
223  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
224  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
225  * mmap() functions).
226  */
227
228 struct vm_area_struct *vm_area_alloc(struct mm_struct *);
229 struct vm_area_struct *vm_area_dup(struct vm_area_struct *);
230 void vm_area_free(struct vm_area_struct *);
231
232 #ifndef CONFIG_MMU
233 extern struct rb_root nommu_region_tree;
234 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
235
236 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
237 #endif
238
239 /*
240  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
241  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
242  */
243 #define VM_NONE         0x00000000
244
245 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
246 #define VM_WRITE        0x00000002
247 #define VM_EXEC         0x00000004
248 #define VM_SHARED       0x00000008
249
250 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
251 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
252 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
253 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
254 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
255
256 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
257 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
258 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
259 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
260 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
261
262 #define VM_LOCKED       0x00002000
263 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
264
265                                         /* Used by sys_madvise() */
266 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
267 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
268
269 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
270 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
271 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
272 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
273 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
274 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
275 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
276 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
277 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
278 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
279
280 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
281 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
282 #else
283 # define VM_SOFTDIRTY   0
284 #endif
285
286 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
287 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
288 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
289 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
290
291 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
292 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
293 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
294 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
295 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
296 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
297 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
298 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
299 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
300 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
301 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
302 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
303
304 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
305 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
306 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
307 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
308 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
309 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
310 #ifdef CONFIG_PPC
311 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
312 #else
313 # define VM_PKEY_BIT4  0
314 #endif
315 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
316
317 #if defined(CONFIG_X86)
318 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
319 #elif defined(CONFIG_PPC)
320 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
321 #elif defined(CONFIG_PARISC)
322 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
323 #elif defined(CONFIG_IA64)
324 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
325 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
326 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
327 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
328 #elif defined(CONFIG_ARM64)
329 # define VM_ARM64_BTI   VM_ARCH_1       /* BTI guarded page, a.k.a. GP bit */
330 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_ARM64_BTI
331 #elif !defined(CONFIG_MMU)
332 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
333 #endif
334
335 #ifndef VM_GROWSUP
336 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
337 #endif
338
339 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
340 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
341
342 #define TASK_EXEC ((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0)
343
344 /* Common data flag combinations */
345 #define VM_DATA_FLAGS_TSK_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | TASK_EXEC | \
346                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
347 #define VM_DATA_FLAGS_NON_EXEC  (VM_READ | VM_WRITE | VM_MAYREAD | \
348                                  VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
349 #define VM_DATA_FLAGS_EXEC      (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC | \
350                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
351
352 #ifndef VM_DATA_DEFAULT_FLAGS           /* arch can override this */
353 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS  VM_DATA_FLAGS_EXEC
354 #endif
355
356 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
357 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
358 #endif
359
360 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
361 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
362 #else
363 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
364 #endif
365
366 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
367
368 /* VMA basic access permission flags */
369 #define VM_ACCESS_FLAGS (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)
370
371
372 /*
373  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
374  */
375 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
376
377 /* This mask prevents VMA from being scanned with khugepaged */
378 #define VM_NO_KHUGEPAGED (VM_SPECIAL | VM_HUGETLB)
379
380 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
381 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
382
383 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
384 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
385
386 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
387 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
388 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
389 #endif
390 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
391
392 /*
393  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
394  * low four bits) to a page protection mask..
395  */
396 extern pgprot_t protection_map[16];
397
398 /**
399  * Fault flag definitions.
400  *
401  * @FAULT_FLAG_WRITE: Fault was a write fault.
402  * @FAULT_FLAG_MKWRITE: Fault was mkwrite of existing PTE.
403  * @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY: Allow to retry the fault if blocked.
404  * @FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT: Don't drop mmap_sem and wait when retrying.
405  * @FAULT_FLAG_KILLABLE: The fault task is in SIGKILL killable region.
406  * @FAULT_FLAG_TRIED: The fault has been tried once.
407  * @FAULT_FLAG_USER: The fault originated in userspace.
408  * @FAULT_FLAG_REMOTE: The fault is not for current task/mm.
409  * @FAULT_FLAG_INSTRUCTION: The fault was during an instruction fetch.
410  * @FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE: The fault can be interrupted by non-fatal signals.
411  *
412  * About @FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and @FAULT_FLAG_TRIED: we can specify
413  * whether we would allow page faults to retry by specifying these two
414  * fault flags correctly.  Currently there can be three legal combinations:
415  *
416  * (a) ALLOW_RETRY and !TRIED:  this means the page fault allows retry, and
417  *                              this is the first try
418  *
419  * (b) ALLOW_RETRY and TRIED:   this means the page fault allows retry, and
420  *                              we've already tried at least once
421  *
422  * (c) !ALLOW_RETRY and !TRIED: this means the page fault does not allow retry
423  *
424  * The unlisted combination (!ALLOW_RETRY && TRIED) is illegal and should never
425  * be used.  Note that page faults can be allowed to retry for multiple times,
426  * in which case we'll have an initial fault with flags (a) then later on
427  * continuous faults with flags (b).  We should always try to detect pending
428  * signals before a retry to make sure the continuous page faults can still be
429  * interrupted if necessary.
430  */
431 #define FAULT_FLAG_WRITE                        0x01
432 #define FAULT_FLAG_MKWRITE                      0x02
433 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY                  0x04
434 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT                 0x08
435 #define FAULT_FLAG_KILLABLE                     0x10
436 #define FAULT_FLAG_TRIED                        0x20
437 #define FAULT_FLAG_USER                         0x40
438 #define FAULT_FLAG_REMOTE                       0x80
439 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION                  0x100
440 #define FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE                0x200
441
442 /*
443  * The default fault flags that should be used by most of the
444  * arch-specific page fault handlers.
445  */
446 #define FAULT_FLAG_DEFAULT  (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | \
447                              FAULT_FLAG_KILLABLE | \
448                              FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE)
449
450 /**
451  * fault_flag_allow_retry_first - check ALLOW_RETRY the first time
452  *
453  * This is mostly used for places where we want to try to avoid taking
454  * the mmap_sem for too long a time when waiting for another condition
455  * to change, in which case we can try to be polite to release the
456  * mmap_sem in the first round to avoid potential starvation of other
457  * processes that would also want the mmap_sem.
458  *
459  * Return: true if the page fault allows retry and this is the first
460  * attempt of the fault handling; false otherwise.
461  */
462 static inline bool fault_flag_allow_retry_first(unsigned int flags)
463 {
464         return (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) &&
465             (!(flags & FAULT_FLAG_TRIED));
466 }
467
468 #define FAULT_FLAG_TRACE \
469         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
470         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
471         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
472         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
473         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
474         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
475         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
476         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
477         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }, \
478         { FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE,     "INTERRUPTIBLE" }
479
480 /*
481  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
482  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
483  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
484  *
485  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
486  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
487  *
488  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
489  */
490 struct vm_fault {
491         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
492         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
493         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
494         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
495         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
496         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
497                                          * the 'address' */
498         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
499                                          * the 'address'
500                                          */
501         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
502
503         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
504         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
505                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
506                                          * is set (which is also implied by
507                                          * VM_FAULT_ERROR).
508                                          */
509         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
510         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
511                                          * the 'address'. NULL if the page
512                                          * table hasn't been allocated.
513                                          */
514         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
515                                          * Protects pte page table if 'pte'
516                                          * is not NULL, otherwise pmd.
517                                          */
518         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
519                                          * vm_ops->map_pages() calls
520                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
521                                          * do_fault_around() pre-allocates
522                                          * page table to avoid allocation from
523                                          * atomic context.
524                                          */
525 };
526
527 /* page entry size for vm->huge_fault() */
528 enum page_entry_size {
529         PE_SIZE_PTE = 0,
530         PE_SIZE_PMD,
531         PE_SIZE_PUD,
532 };
533
534 /*
535  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
536  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
537  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
538  */
539 struct vm_operations_struct {
540         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
541         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
542         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
543         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
544         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
545         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
546                         enum page_entry_size pe_size);
547         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
548                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
549         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
550
551         /* notification that a previously read-only page is about to become
552          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
553         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
554
555         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
556         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
557
558         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
559          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
560          */
561         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
562                       void *buf, int len, int write);
563
564         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
565          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
566          * vma to be dumped unconditionally. */
567         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
568
569 #ifdef CONFIG_NUMA
570         /*
571          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
572          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
573          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
574          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
575          * mempolicy.
576          */
577         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
578
579         /*
580          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
581          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
582          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
583          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
584          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
585          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
586          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
587          * policy.
588          */
589         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
590                                         unsigned long addr);
591 #endif
592         /*
593          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
594          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
595          * (using pte_page()) would not find the correct page.
596          */
597         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
598                                           unsigned long addr);
599 };
600
601 static inline void vma_init(struct vm_area_struct *vma, struct mm_struct *mm)
602 {
603         static const struct vm_operations_struct dummy_vm_ops = {};
604
605         memset(vma, 0, sizeof(*vma));
606         vma->vm_mm = mm;
607         vma->vm_ops = &dummy_vm_ops;
608         INIT_LIST_HEAD(&vma->anon_vma_chain);
609 }
610
611 static inline void vma_set_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
612 {
613         vma->vm_ops = NULL;
614 }
615
616 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
617 {
618         return !vma->vm_ops;
619 }
620
621 static inline bool vma_is_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
622 {
623         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
624
625         if (!maybe_stack)
626                 return false;
627
628         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
629                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
630                 return true;
631
632         return false;
633 }
634
635 static inline bool vma_is_foreign(struct vm_area_struct *vma)
636 {
637         if (!current->mm)
638                 return true;
639
640         if (current->mm != vma->vm_mm)
641                 return true;
642
643         return false;
644 }
645
646 static inline bool vma_is_accessible(struct vm_area_struct *vma)
647 {
648         return vma->vm_flags & VM_ACCESS_FLAGS;
649 }
650
651 #ifdef CONFIG_SHMEM
652 /*
653  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
654  * paths in userfault.
655  */
656 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
657 #else
658 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
659 #endif
660
661 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
662
663 /* flush_tlb_range() takes a vma, not a mm, and can care about flags */
664 #define TLB_FLUSH_VMA(mm,flags) { .vm_mm = (mm), .vm_flags = (flags) }
665
666 struct mmu_gather;
667 struct inode;
668
669 /*
670  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
671  * files which need it (119 of them)
672  */
673 #include <linux/page-flags.h>
674 #include <linux/huge_mm.h>
675
676 /*
677  * Methods to modify the page usage count.
678  *
679  * What counts for a page usage:
680  * - cache mapping   (page->mapping)
681  * - private data    (page->private)
682  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
683  *   is counted separately
684  *
685  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
686  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
687  */
688
689 /*
690  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
691  */
692 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
693 {
694         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
695         return page_ref_dec_and_test(page);
696 }
697
698 /*
699  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
700  * that is the case.
701  * This can be called when MMU is off so it must not access
702  * any of the virtual mappings.
703  */
704 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
705 {
706         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
707 }
708
709 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
710
711 enum {
712         REGION_INTERSECTS,
713         REGION_DISJOINT,
714         REGION_MIXED,
715 };
716
717 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
718                       unsigned long desc);
719
720 /* Support for virtually mapped pages */
721 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
722 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
723
724 /*
725  * Determine if an address is within the vmalloc range
726  *
727  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
728  * is no special casing required.
729  */
730
731 #ifndef is_ioremap_addr
732 #define is_ioremap_addr(x) is_vmalloc_addr(x)
733 #endif
734
735 #ifdef CONFIG_MMU
736 extern bool is_vmalloc_addr(const void *x);
737 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
738 #else
739 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
740 {
741         return false;
742 }
743 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
744 {
745         return 0;
746 }
747 #endif
748
749 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
750 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
751 {
752         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
753 }
754 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
755 {
756         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
757 }
758 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
759 {
760         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
761 }
762
763 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
764 {
765         size_t bytes;
766
767         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
768                 return NULL;
769
770         return kvmalloc(bytes, flags);
771 }
772
773 static inline void *kvcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
774 {
775         return kvmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
776 }
777
778 extern void kvfree(const void *addr);
779
780 /*
781  * Mapcount of compound page as a whole, does not include mapped sub-pages.
782  *
783  * Must be called only for compound pages or any their tail sub-pages.
784  */
785 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
786 {
787         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
788         page = compound_head(page);
789         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
790 }
791
792 /*
793  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
794  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
795  * and atomic_add_negative(-1).
796  */
797 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
798 {
799         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
800 }
801
802 int __page_mapcount(struct page *page);
803
804 /*
805  * Mapcount of 0-order page; when compound sub-page, includes
806  * compound_mapcount().
807  *
808  * Result is undefined for pages which cannot be mapped into userspace.
809  * For example SLAB or special types of pages. See function page_has_type().
810  * They use this place in struct page differently.
811  */
812 static inline int page_mapcount(struct page *page)
813 {
814         if (unlikely(PageCompound(page)))
815                 return __page_mapcount(page);
816         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
817 }
818
819 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
820 int total_mapcount(struct page *page);
821 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
822 #else
823 static inline int total_mapcount(struct page *page)
824 {
825         return page_mapcount(page);
826 }
827 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
828                                            int *total_mapcount)
829 {
830         int mapcount = page_mapcount(page);
831         if (total_mapcount)
832                 *total_mapcount = mapcount;
833         return mapcount;
834 }
835 #endif
836
837 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
838 {
839         struct page *page = virt_to_page(x);
840
841         return compound_head(page);
842 }
843
844 void __put_page(struct page *page);
845
846 void put_pages_list(struct list_head *pages);
847
848 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
849
850 /*
851  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
852  * prototype for that function and accessor functions.
853  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
854  */
855 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
856
857 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
858 enum compound_dtor_id {
859         NULL_COMPOUND_DTOR,
860         COMPOUND_PAGE_DTOR,
861 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
862         HUGETLB_PAGE_DTOR,
863 #endif
864 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
865         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
866 #endif
867         NR_COMPOUND_DTORS,
868 };
869 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[NR_COMPOUND_DTORS];
870
871 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
872                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
873 {
874         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
875         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
876 }
877
878 static inline void destroy_compound_page(struct page *page)
879 {
880         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
881         compound_page_dtors[page[1].compound_dtor](page);
882 }
883
884 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
885 {
886         if (!PageHead(page))
887                 return 0;
888         return page[1].compound_order;
889 }
890
891 static inline bool hpage_pincount_available(struct page *page)
892 {
893         /*
894          * Can the page->hpage_pinned_refcount field be used? That field is in
895          * the 3rd page of the compound page, so the smallest (2-page) compound
896          * pages cannot support it.
897          */
898         page = compound_head(page);
899         return PageCompound(page) && compound_order(page) > 1;
900 }
901
902 static inline int compound_pincount(struct page *page)
903 {
904         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
905         page = compound_head(page);
906         return atomic_read(compound_pincount_ptr(page));
907 }
908
909 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
910 {
911         page[1].compound_order = order;
912 }
913
914 /* Returns the number of pages in this potentially compound page. */
915 static inline unsigned long compound_nr(struct page *page)
916 {
917         return 1UL << compound_order(page);
918 }
919
920 /* Returns the number of bytes in this potentially compound page. */
921 static inline unsigned long page_size(struct page *page)
922 {
923         return PAGE_SIZE << compound_order(page);
924 }
925
926 /* Returns the number of bits needed for the number of bytes in a page */
927 static inline unsigned int page_shift(struct page *page)
928 {
929         return PAGE_SHIFT + compound_order(page);
930 }
931
932 void free_compound_page(struct page *page);
933
934 #ifdef CONFIG_MMU
935 /*
936  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
937  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
938  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
939  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
940  */
941 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
942 {
943         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
944                 pte = pte_mkwrite(pte);
945         return pte;
946 }
947
948 vm_fault_t alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct page *page);
949 vm_fault_t finish_fault(struct vm_fault *vmf);
950 vm_fault_t finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
951 #endif
952
953 /*
954  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
955  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
956  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
957  * only one copy in memory, at most, normally.
958  *
959  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
960  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
961  *   freelist management in the buddy allocator.
962  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
963  *
964  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
965  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
966  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
967  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
968  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
969  *
970  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
971  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
972  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
973  * and page->virtual store page management information, but all other fields
974  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
975  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
976  * subsequently been given references to it.
977  *
978  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
979  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
980  * The following discussion applies only to them.
981  *
982  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
983  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
984  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
985  * into the filesystem to release these pages.
986  *
987  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
988  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
989  * in units of PAGE_SIZE.
990  *
991  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
992  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
993  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
994  *
995  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
996  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
997  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
998  *
999  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
1000  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
1001  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
1002  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
1003  *
1004  * All pagecache pages may be subject to I/O:
1005  * - inode pages may need to be read from disk,
1006  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
1007  *   to be written back to the inode on disk,
1008  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
1009  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
1010  *   back into memory.
1011  */
1012
1013 /*
1014  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
1015  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
1016  */
1017
1018 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
1019 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
1020 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
1021 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
1022 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
1023 #define KASAN_TAG_PGOFF         (LAST_CPUPID_PGOFF - KASAN_TAG_WIDTH)
1024
1025 /*
1026  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
1027  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
1028  * the compiler will optimise away reference to them.
1029  */
1030 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
1031 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
1032 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
1033 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
1034 #define KASAN_TAG_PGSHIFT       (KASAN_TAG_PGOFF * (KASAN_TAG_WIDTH != 0))
1035
1036 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
1037 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1038 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1039 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1040                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1041 #else
1042 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
1043 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
1044                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
1045 #endif
1046
1047 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
1048
1049 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
1050 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
1051 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
1052 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
1053 #define KASAN_TAG_MASK          ((1UL << KASAN_TAG_WIDTH) - 1)
1054 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
1055
1056 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
1057 {
1058         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
1062 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1063 {
1064         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
1065 }
1066 extern void memmap_init_zone_device(struct zone *, unsigned long,
1067                                     unsigned long, struct dev_pagemap *);
1068 #else
1069 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
1070 {
1071         return false;
1072 }
1073 #endif
1074
1075 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
1076 void free_devmap_managed_page(struct page *page);
1077 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(devmap_managed_key);
1078
1079 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1080 {
1081         if (!static_branch_unlikely(&devmap_managed_key))
1082                 return false;
1083         if (!is_zone_device_page(page))
1084                 return false;
1085         switch (page->pgmap->type) {
1086         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1087         case MEMORY_DEVICE_FS_DAX:
1088                 return true;
1089         default:
1090                 break;
1091         }
1092         return false;
1093 }
1094
1095 void put_devmap_managed_page(struct page *page);
1096
1097 #else /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1098 static inline bool page_is_devmap_managed(struct page *page)
1099 {
1100         return false;
1101 }
1102
1103 static inline void put_devmap_managed_page(struct page *page)
1104 {
1105 }
1106 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
1107
1108 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
1109 {
1110         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1111                 IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) &&
1112                 is_zone_device_page(page) &&
1113                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1114 }
1115
1116 static inline bool is_pci_p2pdma_page(const struct page *page)
1117 {
1118         return IS_ENABLED(CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS) &&
1119                 IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) &&
1120                 is_zone_device_page(page) &&
1121                 page->pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
1122 }
1123
1124 /* 127: arbitrary random number, small enough to assemble well */
1125 #define page_ref_zero_or_close_to_overflow(page) \
1126         ((unsigned int) page_ref_count(page) + 127u <= 127u)
1127
1128 static inline void get_page(struct page *page)
1129 {
1130         page = compound_head(page);
1131         /*
1132          * Getting a normal page or the head of a compound page
1133          * requires to already have an elevated page->_refcount.
1134          */
1135         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_zero_or_close_to_overflow(page), page);
1136         page_ref_inc(page);
1137 }
1138
1139 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
1140
1141 static inline __must_check bool try_get_page(struct page *page)
1142 {
1143         page = compound_head(page);
1144         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
1145                 return false;
1146         page_ref_inc(page);
1147         return true;
1148 }
1149
1150 static inline void put_page(struct page *page)
1151 {
1152         page = compound_head(page);
1153
1154         /*
1155          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
1156          * 2 to 1, when refcount reach one it means the page is free and we
1157          * need to inform the device driver through callback. See
1158          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
1159          */
1160         if (page_is_devmap_managed(page)) {
1161                 put_devmap_managed_page(page);
1162                 return;
1163         }
1164
1165         if (put_page_testzero(page))
1166                 __put_page(page);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS, and the associated functions that use it, overload
1171  * the page's refcount so that two separate items are tracked: the original page
1172  * reference count, and also a new count of how many pin_user_pages() calls were
1173  * made against the page. ("gup-pinned" is another term for the latter).
1174  *
1175  * With this scheme, pin_user_pages() becomes special: such pages are marked as
1176  * distinct from normal pages. As such, the unpin_user_page() call (and its
1177  * variants) must be used in order to release gup-pinned pages.
1178  *
1179  * Choice of value:
1180  *
1181  * By making GUP_PIN_COUNTING_BIAS a power of two, debugging of page reference
1182  * counts with respect to pin_user_pages() and unpin_user_page() becomes
1183  * simpler, due to the fact that adding an even power of two to the page
1184  * refcount has the effect of using only the upper N bits, for the code that
1185  * counts up using the bias value. This means that the lower bits are left for
1186  * the exclusive use of the original code that increments and decrements by one
1187  * (or at least, by much smaller values than the bias value).
1188  *
1189  * Of course, once the lower bits overflow into the upper bits (and this is
1190  * OK, because subtraction recovers the original values), then visual inspection
1191  * no longer suffices to directly view the separate counts. However, for normal
1192  * applications that don't have huge page reference counts, this won't be an
1193  * issue.
1194  *
1195  * Locking: the lockless algorithm described in page_cache_get_speculative()
1196  * and page_cache_gup_pin_speculative() provides safe operation for
1197  * get_user_pages and page_mkclean and other calls that race to set up page
1198  * table entries.
1199  */
1200 #define GUP_PIN_COUNTING_BIAS (1U << 10)
1201
1202 void unpin_user_page(struct page *page);
1203 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
1204                                  bool make_dirty);
1205 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages);
1206
1207 /**
1208  * page_maybe_dma_pinned() - report if a page is pinned for DMA.
1209  *
1210  * This function checks if a page has been pinned via a call to
1211  * pin_user_pages*().
1212  *
1213  * For non-huge pages, the return value is partially fuzzy: false is not fuzzy,
1214  * because it means "definitely not pinned for DMA", but true means "probably
1215  * pinned for DMA, but possibly a false positive due to having at least
1216  * GUP_PIN_COUNTING_BIAS worth of normal page references".
1217  *
1218  * False positives are OK, because: a) it's unlikely for a page to get that many
1219  * refcounts, and b) all the callers of this routine are expected to be able to
1220  * deal gracefully with a false positive.
1221  *
1222  * For huge pages, the result will be exactly correct. That's because we have
1223  * more tracking data available: the 3rd struct page in the compound page is
1224  * used to track the pincount (instead using of the GUP_PIN_COUNTING_BIAS
1225  * scheme).
1226  *
1227  * For more information, please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst.
1228  *
1229  * @page:       pointer to page to be queried.
1230  * @Return:     True, if it is likely that the page has been "dma-pinned".
1231  *              False, if the page is definitely not dma-pinned.
1232  */
1233 static inline bool page_maybe_dma_pinned(struct page *page)
1234 {
1235         if (hpage_pincount_available(page))
1236                 return compound_pincount(page) > 0;
1237
1238         /*
1239          * page_ref_count() is signed. If that refcount overflows, then
1240          * page_ref_count() returns a negative value, and callers will avoid
1241          * further incrementing the refcount.
1242          *
1243          * Here, for that overflow case, use the signed bit to count a little
1244          * bit higher via unsigned math, and thus still get an accurate result.
1245          */
1246         return ((unsigned int)page_ref_count(compound_head(page))) >=
1247                 GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
1248 }
1249
1250 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
1251 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1252 #endif
1253
1254 /*
1255  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
1256  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
1257  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
1258  * node id available in page flags.
1259  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
1260  * pages in a zone.
1261  */
1262 static inline int page_zone_id(struct page *page)
1263 {
1264         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
1265 }
1266
1267 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1268 extern int page_to_nid(const struct page *page);
1269 #else
1270 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
1271 {
1272         struct page *p = (struct page *)page;
1273
1274         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
1275 }
1276 #endif
1277
1278 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1279 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
1280 {
1281         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
1282 }
1283
1284 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1285 {
1286         return cpupid & LAST__PID_MASK;
1287 }
1288
1289 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1290 {
1291         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
1292 }
1293
1294 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1295 {
1296         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
1297 }
1298
1299 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1300 {
1301         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
1302 }
1303
1304 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
1305 {
1306         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
1307 }
1308
1309 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
1310 {
1311         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
1312 }
1313
1314 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
1315 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
1316 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1317 {
1318         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
1319 }
1320
1321 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1322 {
1323         return page->_last_cpupid;
1324 }
1325 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1326 {
1327         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
1328 }
1329 #else
1330 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1331 {
1332         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
1333 }
1334
1335 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
1336
1337 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1338 {
1339         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
1340 }
1341 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
1342 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
1343 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
1344 {
1345         return page_to_nid(page); /* XXX */
1346 }
1347
1348 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
1349 {
1350         return page_to_nid(page); /* XXX */
1351 }
1352
1353 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
1354 {
1355         return -1;
1356 }
1357
1358 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1359 {
1360         return -1;
1361 }
1362
1363 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1364 {
1365         return -1;
1366 }
1367
1368 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1369 {
1370         return -1;
1371 }
1372
1373 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1374 {
1375         return 1;
1376 }
1377
1378 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1379 {
1380 }
1381
1382 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1383 {
1384         return false;
1385 }
1386 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1387
1388 #ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
1389 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1390 {
1391         return (page->flags >> KASAN_TAG_PGSHIFT) & KASAN_TAG_MASK;
1392 }
1393
1394 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag)
1395 {
1396         page->flags &= ~(KASAN_TAG_MASK << KASAN_TAG_PGSHIFT);
1397         page->flags |= (tag & KASAN_TAG_MASK) << KASAN_TAG_PGSHIFT;
1398 }
1399
1400 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page)
1401 {
1402         page_kasan_tag_set(page, 0xff);
1403 }
1404 #else
1405 static inline u8 page_kasan_tag(const struct page *page)
1406 {
1407         return 0xff;
1408 }
1409
1410 static inline void page_kasan_tag_set(struct page *page, u8 tag) { }
1411 static inline void page_kasan_tag_reset(struct page *page) { }
1412 #endif
1413
1414 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1415 {
1416         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1417 }
1418
1419 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1420 {
1421         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1422 }
1423
1424 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1425 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1426 {
1427         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1428         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1429 }
1430
1431 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1432 {
1433         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1434 }
1435 #endif
1436
1437 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1438 {
1439         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1440         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1441 }
1442
1443 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1444 {
1445         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1446         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1447 }
1448
1449 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1450         unsigned long node, unsigned long pfn)
1451 {
1452         set_page_zone(page, zone);
1453         set_page_node(page, node);
1454 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1455         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1456 #endif
1457 }
1458
1459 #ifdef CONFIG_MEMCG
1460 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1461 {
1462         return page->mem_cgroup;
1463 }
1464 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1465 {
1466         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1467         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1468 }
1469 #else
1470 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1471 {
1472         return NULL;
1473 }
1474 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1475 {
1476         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1477         return NULL;
1478 }
1479 #endif
1480
1481 /*
1482  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1483  */
1484 #include <linux/vmstat.h>
1485
1486 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1487 {
1488         return page_to_virt(page);
1489 }
1490
1491 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1492 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1493 #endif
1494
1495 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1496 static inline void *page_address(const struct page *page)
1497 {
1498         return page->virtual;
1499 }
1500 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1501 {
1502         page->virtual = address;
1503 }
1504 #define page_address_init()  do { } while(0)
1505 #endif
1506
1507 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1508 void *page_address(const struct page *page);
1509 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1510 void page_address_init(void);
1511 #endif
1512
1513 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1514 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1515 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1516 #define page_address_init()  do { } while(0)
1517 #endif
1518
1519 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1520 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1521 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1522
1523 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1524
1525 static inline
1526 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1527 {
1528         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1529                 return __page_file_mapping(page);
1530
1531         return page->mapping;
1532 }
1533
1534 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1535
1536 /*
1537  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1538  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1539  */
1540 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1541 {
1542         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1543                 return __page_file_index(page);
1544         return page->index;
1545 }
1546
1547 bool page_mapped(struct page *page);
1548 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1549 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1550
1551 /*
1552  * Return true only if the page has been allocated with
1553  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1554  * met implying that the system is under some pressure.
1555  */
1556 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1557 {
1558         /*
1559          * Page index cannot be this large so this must be
1560          * a pfmemalloc page.
1561          */
1562         return page->index == -1UL;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1567  * page.
1568  */
1569 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1570 {
1571         page->index = -1UL;
1572 }
1573
1574 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1575 {
1576         page->index = 0;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1581  */
1582 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1583
1584 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1585
1586 /*
1587  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1588  * various contexts.
1589  */
1590 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1591
1592 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1593
1594 #ifdef CONFIG_MMU
1595 extern bool can_do_mlock(void);
1596 #else
1597 static inline bool can_do_mlock(void) { return false; }
1598 #endif
1599 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1600 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1601
1602 /*
1603  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1604  */
1605 struct zap_details {
1606         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1607         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1608         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1609 };
1610
1611 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1612                              pte_t pte);
1613 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1614                                 pmd_t pmd);
1615
1616 void zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1617                   unsigned long size);
1618 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1619                     unsigned long size);
1620 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1621                 unsigned long start, unsigned long end);
1622
1623 struct mmu_notifier_range;
1624
1625 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1626                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1627 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1628                         struct vm_area_struct *vma);
1629 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1630                    struct mmu_notifier_range *range,
1631                    pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1632 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1633         unsigned long *pfn);
1634 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1635                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1636 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1637                         void *buf, int len, int write);
1638
1639 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1640 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1641 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1642 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1643 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1644 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1645 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1646
1647 #ifdef CONFIG_MMU
1648 extern vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1649                         unsigned long address, unsigned int flags);
1650 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1651                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1652                             bool *unlocked);
1653 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1654                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1655 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1656                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1657 #else
1658 static inline vm_fault_t handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1659                 unsigned long address, unsigned int flags)
1660 {
1661         /* should never happen if there's no MMU */
1662         BUG();
1663         return VM_FAULT_SIGBUS;
1664 }
1665 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1666                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1667                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1668 {
1669         /* should never happen if there's no MMU */
1670         BUG();
1671         return -EFAULT;
1672 }
1673 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1674                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1675 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1676                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1677 #endif
1678
1679 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1680                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1681 {
1682         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1683 }
1684
1685 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1686                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1687 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1688                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1689 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1690                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1691
1692 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1693                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1694                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1695                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1696 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1697                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1698                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1699                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1700 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1701                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1702                             struct vm_area_struct **vmas);
1703 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1704                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1705                     struct vm_area_struct **vmas);
1706 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1707                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1708 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1709                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1710 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1711                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1712
1713 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1714                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1715 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
1716                         unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1717
1718 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc);
1719 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
1720                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim);
1721
1722 /* Container for pinned pfns / pages */
1723 struct frame_vector {
1724         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1725         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1726         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1727         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1728         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1729                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1730                                  * for access */
1731 };
1732
1733 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1734 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1735 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1736                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1737 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1738 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1739 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1740
1741 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1742 {
1743         return vec->nr_frames;
1744 }
1745
1746 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1747 {
1748         if (vec->is_pfns) {
1749                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1750
1751                 if (err)
1752                         return ERR_PTR(err);
1753         }
1754         return (struct page **)(vec->ptrs);
1755 }
1756
1757 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1758 {
1759         if (!vec->is_pfns)
1760                 frame_vector_to_pfns(vec);
1761         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1762 }
1763
1764 struct kvec;
1765 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1766                         struct page **pages);
1767 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1768 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1769
1770 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1771 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1772                               unsigned int length);
1773
1774 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1775 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1776 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1777 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1778                                 struct page *page);
1779 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1780 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1781                           struct bdi_writeback *wb);
1782 int set_page_dirty(struct page *page);
1783 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1784 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1785 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1786 {
1787         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1788         if (PageDirty(page))
1789                 __cancel_dirty_page(page);
1790 }
1791 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1792
1793 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1794
1795 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1796                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1797                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1798                 bool need_rmap_locks);
1799
1800 /*
1801  * Flags used by change_protection().  For now we make it a bitmap so
1802  * that we can pass in multiple flags just like parameters.  However
1803  * for now all the callers are only use one of the flags at the same
1804  * time.
1805  */
1806 /* Whether we should allow dirty bit accounting */
1807 #define  MM_CP_DIRTY_ACCT                  (1UL << 0)
1808 /* Whether this protection change is for NUMA hints */
1809 #define  MM_CP_PROT_NUMA                   (1UL << 1)
1810 /* Whether this change is for write protecting */
1811 #define  MM_CP_UFFD_WP                     (1UL << 2) /* do wp */
1812 #define  MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE             (1UL << 3) /* Resolve wp */
1813 #define  MM_CP_UFFD_WP_ALL                 (MM_CP_UFFD_WP | \
1814                                             MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE)
1815
1816 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1817                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1818                               unsigned long cp_flags);
1819 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1820                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1821                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1822
1823 /*
1824  * doesn't attempt to fault and will return short.
1825  */
1826 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1827                           struct page **pages);
1828 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
1829                              unsigned int gup_flags, struct page **pages);
1830 /*
1831  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1832  */
1833 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1834 {
1835         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1836
1837 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1838         /*
1839          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1840          * But it's never be expected number for users.
1841          */
1842         if (val < 0)
1843                 val = 0;
1844 #endif
1845         return (unsigned long)val;
1846 }
1847
1848 void mm_trace_rss_stat(struct mm_struct *mm, int member, long count);
1849
1850 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1851 {
1852         long count = atomic_long_add_return(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1853
1854         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1855 }
1856
1857 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1858 {
1859         long count = atomic_long_inc_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1860
1861         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1862 }
1863
1864 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1865 {
1866         long count = atomic_long_dec_return(&mm->rss_stat.count[member]);
1867
1868         mm_trace_rss_stat(mm, member, count);
1869 }
1870
1871 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1872 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1873 {
1874         if (PageSwapBacked(page))
1875                 return MM_SHMEMPAGES;
1876         return MM_FILEPAGES;
1877 }
1878
1879 static inline int mm_counter(struct page *page)
1880 {
1881         if (PageAnon(page))
1882                 return MM_ANONPAGES;
1883         return mm_counter_file(page);
1884 }
1885
1886 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1887 {
1888         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1889                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1890                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1891 }
1892
1893 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1894 {
1895         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1896 }
1897
1898 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1899 {
1900         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1901 }
1902
1903 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1904 {
1905         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1906
1907         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1908                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1909 }
1910
1911 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1912 {
1913         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1914                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1915 }
1916
1917 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1918 {
1919         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1920 }
1921
1922 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1923                                          struct mm_struct *mm)
1924 {
1925         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1926
1927         if (*maxrss < hiwater_rss)
1928                 *maxrss = hiwater_rss;
1929 }
1930
1931 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1932 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1933 #else
1934 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1935 {
1936 }
1937 #endif
1938
1939 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1940 static inline int pte_special(pte_t pte)
1941 {
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
1946 {
1947         return pte;
1948 }
1949 #endif
1950
1951 #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP
1952 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1953 {
1954         return 0;
1955 }
1956 #endif
1957
1958 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1959
1960 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1961                                spinlock_t **ptl);
1962 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1963                                     spinlock_t **ptl)
1964 {
1965         pte_t *ptep;
1966         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1967         return ptep;
1968 }
1969
1970 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1971 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1972                                                 unsigned long address)
1973 {
1974         return 0;
1975 }
1976 #else
1977 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1978 #endif
1979
1980 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1981 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1982                                                 unsigned long address)
1983 {
1984         return 0;
1985 }
1986 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1987 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1988
1989 #else
1990 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1991
1992 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1993 {
1994         if (mm_pud_folded(mm))
1995                 return;
1996         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1997 }
1998
1999 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
2000 {
2001         if (mm_pud_folded(mm))
2002                 return;
2003         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
2004 }
2005 #endif
2006
2007 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
2008 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2009                                                 unsigned long address)
2010 {
2011         return 0;
2012 }
2013
2014 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2015 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
2016
2017 #else
2018 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
2019
2020 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2021 {
2022         if (mm_pmd_folded(mm))
2023                 return;
2024         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2025 }
2026
2027 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
2028 {
2029         if (mm_pmd_folded(mm))
2030                 return;
2031         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
2032 }
2033 #endif
2034
2035 #ifdef CONFIG_MMU
2036 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
2037 {
2038         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
2039 }
2040
2041 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2042 {
2043         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
2044 }
2045
2046 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2047 {
2048         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2049 }
2050
2051 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
2052 {
2053         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
2054 }
2055 #else
2056
2057 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
2058 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
2059 {
2060         return 0;
2061 }
2062
2063 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2064 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
2065 #endif
2066
2067 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd);
2068 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd);
2069
2070 #if defined(CONFIG_MMU)
2071
2072 /*
2073  * The following ifdef needed to get the 5level-fixup.h header to work.
2074  * Remove it when 5level-fixup.h has been removed.
2075  */
2076 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
2077 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2078                 unsigned long address)
2079 {
2080         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
2081                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
2082 }
2083
2084 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2085                 unsigned long address)
2086 {
2087         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
2088                 NULL : pud_offset(p4d, address);
2089 }
2090
2091 static inline p4d_t *p4d_alloc_track(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
2092                                      unsigned long address,
2093                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2094
2095 {
2096         if (unlikely(pgd_none(*pgd))) {
2097                 if (__p4d_alloc(mm, pgd, address))
2098                         return NULL;
2099                 *mod_mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
2100         }
2101
2102         return p4d_offset(pgd, address);
2103 }
2104
2105 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
2106
2107 static inline pud_t *pud_alloc_track(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
2108                                      unsigned long address,
2109                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2110 {
2111         if (unlikely(p4d_none(*p4d))) {
2112                 if (__pud_alloc(mm, p4d, address))
2113                         return NULL;
2114                 *mod_mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
2115         }
2116
2117         return pud_offset(p4d, address);
2118 }
2119
2120 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
2121 {
2122         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
2123                 NULL: pmd_offset(pud, address);
2124 }
2125
2126 static inline pmd_t *pmd_alloc_track(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
2127                                      unsigned long address,
2128                                      pgtbl_mod_mask *mod_mask)
2129 {
2130         if (unlikely(pud_none(*pud))) {
2131                 if (__pmd_alloc(mm, pud, address))
2132                         return NULL;
2133                 *mod_mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
2134         }
2135
2136         return pmd_offset(pud, address);
2137 }
2138 #endif /* CONFIG_MMU */
2139
2140 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
2141 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
2142 void __init ptlock_cache_init(void);
2143 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
2144 extern void ptlock_free(struct page *page);
2145
2146 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2147 {
2148         return page->ptl;
2149 }
2150 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2151 static inline void ptlock_cache_init(void)
2152 {
2153 }
2154
2155 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
2156 {
2157         return true;
2158 }
2159
2160 static inline void ptlock_free(struct page *page)
2161 {
2162 }
2163
2164 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
2165 {
2166         return &page->ptl;
2167 }
2168 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
2169
2170 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2171 {
2172         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
2173 }
2174
2175 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
2176 {
2177         /*
2178          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
2179          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
2180          *
2181          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
2182          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
2183          */
2184         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
2185         if (!ptlock_alloc(page))
2186                 return false;
2187         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
2188         return true;
2189 }
2190
2191 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2192 /*
2193  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
2194  */
2195 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2196 {
2197         return &mm->page_table_lock;
2198 }
2199 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
2200 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
2201 static inline void ptlock_free(struct page *page) {}
2202 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
2203
2204 static inline void pgtable_init(void)
2205 {
2206         ptlock_cache_init();
2207         pgtable_cache_init();
2208 }
2209
2210 static inline bool pgtable_pte_page_ctor(struct page *page)
2211 {
2212         if (!ptlock_init(page))
2213                 return false;
2214         __SetPageTable(page);
2215         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2216         return true;
2217 }
2218
2219 static inline void pgtable_pte_page_dtor(struct page *page)
2220 {
2221         ptlock_free(page);
2222         __ClearPageTable(page);
2223         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
2224 }
2225
2226 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
2227 ({                                                      \
2228         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
2229         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
2230         *(ptlp) = __ptl;                                \
2231         spin_lock(__ptl);                               \
2232         __pte;                                          \
2233 })
2234
2235 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
2236         spin_unlock(ptl);                               \
2237         pte_unmap(pte);                                 \
2238 } while (0)
2239
2240 #define pte_alloc(mm, pmd) (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd))
2241
2242 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
2243         (pte_alloc(mm, pmd) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
2244
2245 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
2246         (pte_alloc(mm, pmd) ?                   \
2247                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
2248
2249 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
2250         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd))? \
2251                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2252
2253 #define pte_alloc_kernel_track(pmd, address, mask)                      \
2254         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) &&                                 \
2255           (__pte_alloc_kernel(pmd) || ({*(mask)|=PGTBL_PMD_MODIFIED;0;})))?\
2256                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
2257
2258 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
2259
2260 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
2261 {
2262         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
2263         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
2264 }
2265
2266 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2267 {
2268         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
2269 }
2270
2271 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
2272 {
2273 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2274         page->pmd_huge_pte = NULL;
2275 #endif
2276         return ptlock_init(page);
2277 }
2278
2279 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
2280 {
2281 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2282         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
2283 #endif
2284         ptlock_free(page);
2285 }
2286
2287 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
2288
2289 #else
2290
2291 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2292 {
2293         return &mm->page_table_lock;
2294 }
2295
2296 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
2297 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
2298
2299 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
2300
2301 #endif
2302
2303 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
2304 {
2305         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
2306         spin_lock(ptl);
2307         return ptl;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
2312  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
2313  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
2314  * which need to be converted from page_table_lock.
2315  */
2316 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2317 {
2318         return &mm->page_table_lock;
2319 }
2320
2321 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
2322 {
2323         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
2324
2325         spin_lock(ptl);
2326         return ptl;
2327 }
2328
2329 extern void __init pagecache_init(void);
2330 extern void __init free_area_init_memoryless_node(int nid);
2331 extern void free_initmem(void);
2332
2333 /*
2334  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
2335  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
2336  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
2337  * Return pages freed into the buddy system.
2338  */
2339 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
2340                                         int poison, const char *s);
2341
2342 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2343 /*
2344  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
2345  * and totalram_pages.
2346  */
2347 extern void free_highmem_page(struct page *page);
2348 #endif
2349
2350 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
2351 extern void mem_init_print_info(const char *str);
2352
2353 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
2354
2355 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
2356 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
2357 {
2358         ClearPageReserved(page);
2359         init_page_count(page);
2360         __free_page(page);
2361 }
2362
2363 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2364 {
2365         __free_reserved_page(page);
2366         adjust_managed_page_count(page, 1);
2367 }
2368
2369 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2370 {
2371         SetPageReserved(page);
2372         adjust_managed_page_count(page, -1);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2377  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2378  * range [0, UCHAR_MAX].
2379  * Return pages freed into the buddy system.
2380  */
2381 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2382 {
2383         extern char __init_begin[], __init_end[];
2384
2385         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2386                                   poison, "unused kernel");
2387 }
2388
2389 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2390 {
2391         int nid;
2392         unsigned long phys_pages = 0;
2393
2394         for_each_online_node(nid)
2395                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2396
2397         return phys_pages;
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Using memblock node mappings, an architecture may initialise its
2402  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in an
2403  * architecture independent manner.
2404  *
2405  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2406  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2407  * free_area_init() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2408  * usage, an architecture is expected to do something like
2409  *
2410  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2411  *                                                       max_highmem_pfn};
2412  * for_each_valid_physical_page_range()
2413  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2414  * free_area_init(max_zone_pfns);
2415  *
2416  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2417  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2418  */
2419 void free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn);
2420 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2421 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2422                                                 unsigned long end_pfn);
2423 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2424                                                 unsigned long end_pfn);
2425 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2426                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2427 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2428 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2429
2430 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2431 static inline int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
2432 {
2433         return 0;
2434 }
2435 #else
2436 /* please see mm/page_alloc.c */
2437 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2438 /* there is a per-arch backend function. */
2439 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2440                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2441 #endif
2442
2443 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2444 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2445                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2446 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2447 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2448 extern void mem_init(void);
2449 extern void __init mmap_init(void);
2450 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2451 extern long si_mem_available(void);
2452 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2453 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2454 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2455 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2456 #endif
2457
2458 extern __printf(3, 4)
2459 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2460
2461 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2462
2463 /* page_alloc.c */
2464 extern int min_free_kbytes;
2465 extern int watermark_boost_factor;
2466 extern int watermark_scale_factor;
2467 extern bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void);
2468
2469 /* nommu.c */
2470 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2471 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2472
2473 /* interval_tree.c */
2474 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2475                               struct rb_root_cached *root);
2476 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2477                                     struct vm_area_struct *prev,
2478                                     struct rb_root_cached *root);
2479 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2480                               struct rb_root_cached *root);
2481 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2482                                 unsigned long start, unsigned long last);
2483 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2484                                 unsigned long start, unsigned long last);
2485
2486 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2487         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2488              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2489
2490 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2491                                    struct rb_root_cached *root);
2492 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2493                                    struct rb_root_cached *root);
2494 struct anon_vma_chain *
2495 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2496                                   unsigned long start, unsigned long last);
2497 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2498         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2499 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2500 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2501 #endif
2502
2503 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2504         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2505              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2506
2507 /* mmap.c */
2508 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2509 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2510         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2511         struct vm_area_struct *expand);
2512 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2513         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2514 {
2515         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2516 }
2517 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2518         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2519         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2520         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2521 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2522 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2523         unsigned long addr, int new_below);
2524 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2525         unsigned long addr, int new_below);
2526 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2527 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2528         struct rb_node **, struct rb_node *);
2529 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2530 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2531         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2532         bool *need_rmap_locks);
2533 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2534
2535 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2536                                     unsigned long new,
2537                                     unsigned long start,
2538                                     unsigned long end_data,
2539                                     unsigned long start_data)
2540 {
2541         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2542                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2543                         return -ENOSPC;
2544         }
2545
2546         return 0;
2547 }
2548
2549 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2550 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2551
2552 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2553 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2554 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2555
2556 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2557 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2558
2559 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2560                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2561 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2562                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2563                                    unsigned long flags,
2564                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2565 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2566 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2567                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2568                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2569
2570 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top);
2571
2572 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2573
2574 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2575         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2576         struct list_head *uf);
2577 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2578         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2579         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2580         struct list_head *uf);
2581 extern int __do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2582                        struct list_head *uf, bool downgrade);
2583 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2584                      struct list_head *uf);
2585 extern int do_madvise(unsigned long start, size_t len_in, int behavior);
2586
2587 static inline unsigned long
2588 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2589         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2590         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2591         struct list_head *uf)
2592 {
2593         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2594 }
2595
2596 #ifdef CONFIG_MMU
2597 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2598                          int ignore_errors);
2599 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2600 {
2601         /* Ignore errors */
2602         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2603 }
2604 #else
2605 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2606 #endif
2607
2608 /* These take the mm semaphore themselves */
2609 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2610 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2611 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2612 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2613         unsigned long, unsigned long,
2614         unsigned long, unsigned long);
2615
2616 struct vm_unmapped_area_info {
2617 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2618         unsigned long flags;
2619         unsigned long length;
2620         unsigned long low_limit;
2621         unsigned long high_limit;
2622         unsigned long align_mask;
2623         unsigned long align_offset;
2624 };
2625
2626 extern unsigned long vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2627
2628 /* truncate.c */
2629 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2630 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2631                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2632 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2633
2634 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2635 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2636 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2637                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2638 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2639
2640 /* mm/page-writeback.c */
2641 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2642 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2643
2644 extern unsigned long stack_guard_gap;
2645 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2646 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2647
2648 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2649 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2650                 unsigned long address);
2651 #if VM_GROWSUP
2652 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2653 #else
2654   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2655 #endif
2656
2657 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2658 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2659 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2660                                              struct vm_area_struct **pprev);
2661
2662 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2663    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2664 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2665 {
2666         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2667
2668         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2669                 vma = NULL;
2670         return vma;
2671 }
2672
2673 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2674 {
2675         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2676
2677         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2678                 vm_start -= stack_guard_gap;
2679                 if (vm_start > vma->vm_start)
2680                         vm_start = 0;
2681         }
2682         return vm_start;
2683 }
2684
2685 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2686 {
2687         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2688
2689         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2690                 vm_end += stack_guard_gap;
2691                 if (vm_end < vma->vm_end)
2692                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2693         }
2694         return vm_end;
2695 }
2696
2697 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2698 {
2699         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2700 }
2701
2702 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2703 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2704                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2705 {
2706         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2707
2708         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2709                 vma = NULL;
2710
2711         return vma;
2712 }
2713
2714 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2715                                 unsigned long start, unsigned long end)
2716 {
2717         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2718 }
2719
2720 #ifdef CONFIG_MMU
2721 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2722 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2723 #else
2724 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2725 {
2726         return __pgprot(0);
2727 }
2728 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2729 {
2730         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2731 }
2732 #endif
2733
2734 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2735 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2736                         unsigned long start, unsigned long end);
2737 #endif
2738
2739 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2740 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2741                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2742 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2743 int vm_insert_pages(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2744                         struct page **pages, unsigned long *num);
2745 int vm_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2746                                 unsigned long num);
2747 int vm_map_pages_zero(struct vm_area_struct *vma, struct page **pages,
2748                                 unsigned long num);
2749 vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2750                         unsigned long pfn);
2751 vm_fault_t vmf_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2752                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2753 vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2754                         pfn_t pfn);
2755 vm_fault_t vmf_insert_mixed_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2756                         pfn_t pfn, pgprot_t pgprot);
2757 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2758                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2759 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2760
2761 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2762                                 unsigned long addr, struct page *page)
2763 {
2764         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2765
2766         if (err == -ENOMEM)
2767                 return VM_FAULT_OOM;
2768         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2769                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2770
2771         return VM_FAULT_NOPAGE;
2772 }
2773
2774 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2775 {
2776         if (err == -ENOMEM)
2777                 return VM_FAULT_OOM;
2778         return VM_FAULT_SIGBUS;
2779 }
2780
2781 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
2782                          unsigned int foll_flags);
2783
2784 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2785 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2786 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2787 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2788 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2789 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2790                                  * and return without waiting upon it */
2791 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2792 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2793 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2794 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2795 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2796 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2797 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2798 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2799 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2800 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2801 #define FOLL_LONGTERM   0x10000 /* mapping lifetime is indefinite: see below */
2802 #define FOLL_SPLIT_PMD  0x20000 /* split huge pmd before returning */
2803 #define FOLL_PIN        0x40000 /* pages must be released via unpin_user_page */
2804 #define FOLL_FAST_ONLY  0x80000 /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
2805
2806 /*
2807  * FOLL_PIN and FOLL_LONGTERM may be used in various combinations with each
2808  * other. Here is what they mean, and how to use them:
2809  *
2810  * FOLL_LONGTERM indicates that the page will be held for an indefinite time
2811  * period _often_ under userspace control.  This is in contrast to
2812  * iov_iter_get_pages(), whose usages are transient.
2813  *
2814  * FIXME: For pages which are part of a filesystem, mappings are subject to the
2815  * lifetime enforced by the filesystem and we need guarantees that longterm
2816  * users like RDMA and V4L2 only establish mappings which coordinate usage with
2817  * the filesystem.  Ideas for this coordination include revoking the longterm
2818  * pin, delaying writeback, bounce buffer page writeback, etc.  As FS DAX was
2819  * added after the problem with filesystems was found FS DAX VMAs are
2820  * specifically failed.  Filesystem pages are still subject to bugs and use of
2821  * FOLL_LONGTERM should be avoided on those pages.
2822  *
2823  * FIXME: Also NOTE that FOLL_LONGTERM is not supported in every GUP call.
2824  * Currently only get_user_pages() and get_user_pages_fast() support this flag
2825  * and calls to get_user_pages_[un]locked are specifically not allowed.  This
2826  * is due to an incompatibility with the FS DAX check and
2827  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
2828  *
2829  * In the CMA case: long term pins in a CMA region would unnecessarily fragment
2830  * that region.  And so, CMA attempts to migrate the page before pinning, when
2831  * FOLL_LONGTERM is specified.
2832  *
2833  * FOLL_PIN indicates that a special kind of tracking (not just page->_refcount,
2834  * but an additional pin counting system) will be invoked. This is intended for
2835  * anything that gets a page reference and then touches page data (for example,
2836  * Direct IO). This lets the filesystem know that some non-file-system entity is
2837  * potentially changing the pages' data. In contrast to FOLL_GET (whose pages
2838  * are released via put_page()), FOLL_PIN pages must be released, ultimately, by
2839  * a call to unpin_user_page().
2840  *
2841  * FOLL_PIN is similar to FOLL_GET: both of these pin pages. They use different
2842  * and separate refcounting mechanisms, however, and that means that each has
2843  * its own acquire and release mechanisms:
2844  *
2845  *     FOLL_GET: get_user_pages*() to acquire, and put_page() to release.
2846  *
2847  *     FOLL_PIN: pin_user_pages*() to acquire, and unpin_user_pages to release.
2848  *
2849  * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive for a given function call.
2850  * (The underlying pages may experience both FOLL_GET-based and FOLL_PIN-based
2851  * calls applied to them, and that's perfectly OK. This is a constraint on the
2852  * callers, not on the pages.)
2853  *
2854  * FOLL_PIN should be set internally by the pin_user_pages*() APIs, never
2855  * directly by the caller. That's in order to help avoid mismatches when
2856  * releasing pages: get_user_pages*() pages must be released via put_page(),
2857  * while pin_user_pages*() pages must be released via unpin_user_page().
2858  *
2859  * Please see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for more information.
2860  */
2861
2862 static inline int vm_fault_to_errno(vm_fault_t vm_fault, int foll_flags)
2863 {
2864         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2865                 return -ENOMEM;
2866         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2867                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2868         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2869                 return -EFAULT;
2870         return 0;
2871 }
2872
2873 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data);
2874 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2875                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2876 extern int apply_to_existing_page_range(struct mm_struct *mm,
2877                                    unsigned long address, unsigned long size,
2878                                    pte_fn_t fn, void *data);
2879
2880 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2881 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2882 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2883 #else
2884 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2885 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2886                                         int enable) { }
2887 #endif
2888
2889 #ifdef CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON
2890 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_alloc);
2891 #else
2892 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_alloc);
2893 #endif
2894 static inline bool want_init_on_alloc(gfp_t flags)
2895 {
2896         if (static_branch_unlikely(&init_on_alloc) &&
2897             !page_poisoning_enabled())
2898                 return true;
2899         return flags & __GFP_ZERO;
2900 }
2901
2902 #ifdef CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON
2903 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(init_on_free);
2904 #else
2905 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(init_on_free);
2906 #endif
2907 static inline bool want_init_on_free(void)
2908 {
2909         return static_branch_unlikely(&init_on_free) &&
2910                !page_poisoning_enabled();
2911 }
2912
2913 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2914 extern void init_debug_pagealloc(void);
2915 #else
2916 static inline void init_debug_pagealloc(void) {}
2917 #endif
2918 extern bool _debug_pagealloc_enabled_early;
2919 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_pagealloc_enabled);
2920
2921 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2922 {
2923         return IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2924                 _debug_pagealloc_enabled_early;
2925 }
2926
2927 /*
2928  * For use in fast paths after init_debug_pagealloc() has run, or when a
2929  * false negative result is not harmful when called too early.
2930  */
2931 static inline bool debug_pagealloc_enabled_static(void)
2932 {
2933         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC))
2934                 return false;
2935
2936         return static_branch_unlikely(&_debug_pagealloc_enabled);
2937 }
2938
2939 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)
2940 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2941
2942 /*
2943  * When called in DEBUG_PAGEALLOC context, the call should most likely be
2944  * guarded by debug_pagealloc_enabled() or debug_pagealloc_enabled_static()
2945  */
2946 static inline void
2947 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2948 {
2949         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2950 }
2951 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2952 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2953 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2954 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2955 static inline void
2956 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2957 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2958 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2959 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2960 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP */
2961
2962 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2963 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2964 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2965 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2966 #else
2967 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2968 {
2969         return NULL;
2970 }
2971 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2972 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2973 {
2974         return 0;
2975 }
2976 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2977
2978 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2979
2980 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2981 extern int sysctl_drop_caches;
2982 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2983                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2984 #endif
2985
2986 void drop_slab(void);
2987 void drop_slab_node(int nid);
2988
2989 #ifndef CONFIG_MMU
2990 #define randomize_va_space 0
2991 #else
2992 extern int randomize_va_space;
2993 #endif
2994
2995 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2996 #ifdef CONFIG_MMU
2997 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2998 #else
2999 static inline void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip)
3000 {
3001 }
3002 #endif
3003
3004 void *sparse_buffer_alloc(unsigned long size);
3005 struct page * __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
3006                 unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap);
3007 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
3008 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
3009 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
3010 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
3011 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
3012 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
3013 struct vmem_altmap;
3014 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
3015 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
3016 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
3017 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
3018                                int node);
3019 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
3020                 struct vmem_altmap *altmap);
3021 void vmemmap_populate_print_last(void);
3022 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
3023 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
3024                 struct vmem_altmap *altmap);
3025 #endif
3026 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
3027                                   unsigned long nr_pages);
3028
3029 enum mf_flags {
3030         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
3031         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
3032         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
3033         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
3034 };
3035 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
3036 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
3037 extern void memory_failure_queue_kick(int cpu);
3038 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
3039 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
3040 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
3041 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
3042 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
3043 extern void shake_page(struct page *p, int access);
3044 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
3045 extern int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags);
3046
3047
3048 /*
3049  * Error handlers for various types of pages.
3050  */
3051 enum mf_result {
3052         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
3053         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
3054         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
3055         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
3056 };
3057
3058 enum mf_action_page_type {
3059         MF_MSG_KERNEL,
3060         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
3061         MF_MSG_SLAB,
3062         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
3063         MF_MSG_POISONED_HUGE,
3064         MF_MSG_HUGE,
3065         MF_MSG_FREE_HUGE,
3066         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
3067         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
3068         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
3069         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
3070         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
3071         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
3072         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
3073         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
3074         MF_MSG_DIRTY_LRU,
3075         MF_MSG_CLEAN_LRU,
3076         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
3077         MF_MSG_BUDDY,
3078         MF_MSG_BUDDY_2ND,
3079         MF_MSG_DAX,
3080         MF_MSG_UNKNOWN,
3081 };
3082
3083 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
3084 extern void clear_huge_page(struct page *page,
3085                             unsigned long addr_hint,
3086                             unsigned int pages_per_huge_page);
3087 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
3088                                 unsigned long addr_hint,
3089                                 struct vm_area_struct *vma,
3090                                 unsigned int pages_per_huge_page);
3091 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
3092                                 const void __user *usr_src,
3093                                 unsigned int pages_per_huge_page,
3094                                 bool allow_pagefault);
3095
3096 /**
3097  * vma_is_special_huge - Are transhuge page-table entries considered special?
3098  * @vma: Pointer to the struct vm_area_struct to consider
3099  *
3100  * Whether transhuge page-table entries are considered "special" following
3101  * the definition in vm_normal_page().
3102  *
3103  * Return: true if transhuge page-table entries should be considered special,
3104  * false otherwise.
3105  */
3106 static inline bool vma_is_special_huge(const struct vm_area_struct *vma)
3107 {
3108         return vma_is_dax(vma) || (vma->vm_file &&
3109                                    (vma->vm_flags & (VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)));
3110 }
3111
3112 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
3113
3114 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3115 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
3116 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(_debug_guardpage_enabled);
3117
3118 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
3119 {
3120         return _debug_guardpage_minorder;
3121 }
3122
3123 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
3124 {
3125         return static_branch_unlikely(&_debug_guardpage_enabled);
3126 }
3127
3128 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
3129 {
3130         if (!debug_guardpage_enabled())
3131                 return false;
3132
3133         return PageGuard(page);
3134 }
3135 #else
3136 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
3137 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
3138 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
3139 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
3140
3141 #if MAX_NUMNODES > 1
3142 void __init setup_nr_node_ids(void);
3143 #else
3144 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
3145 #endif
3146
3147 extern int memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2);
3148
3149 static inline int pages_identical(struct page *page1, struct page *page2)
3150 {
3151         return !memcmp_pages(page1, page2);
3152 }
3153
3154 #ifdef CONFIG_MAPPING_DIRTY_HELPERS
3155 unsigned long clean_record_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3156                                                 pgoff_t first_index, pgoff_t nr,
3157                                                 pgoff_t bitmap_pgoff,
3158                                                 unsigned long *bitmap,
3159                                                 pgoff_t *start,
3160                                                 pgoff_t *end);
3161
3162 unsigned long wp_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
3163                                       pgoff_t first_index, pgoff_t nr);
3164 #endif
3165
3166 #endif /* __KERNEL__ */
3167 #endif /* _LINUX_MM_H */