ca72b67153d5c129368d311e8ef003c4be6b2503
[platform/kernel/linux-rpi.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/mmdebug.h>
9 #include <linux/gfp.h>
10 #include <linux/bug.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/percpu-refcount.h>
20 #include <linux/bit_spinlock.h>
21 #include <linux/shrinker.h>
22 #include <linux/resource.h>
23 #include <linux/page_ext.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/page_ref.h>
26 #include <linux/memremap.h>
27
28 struct mempolicy;
29 struct anon_vma;
30 struct anon_vma_chain;
31 struct file_ra_state;
32 struct user_struct;
33 struct writeback_control;
34 struct bdi_writeback;
35
36 void init_mm_internals(void);
37
38 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
39 extern unsigned long max_mapnr;
40
41 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
42 {
43         max_mapnr = limit;
44 }
45 #else
46 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
47 #endif
48
49 extern unsigned long totalram_pages;
50 extern void * high_memory;
51 extern int page_cluster;
52
53 #ifdef CONFIG_SYSCTL
54 extern int sysctl_legacy_va_layout;
55 #else
56 #define sysctl_legacy_va_layout 0
57 #endif
58
59 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
60 extern const int mmap_rnd_bits_min;
61 extern const int mmap_rnd_bits_max;
62 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
63 #endif
64 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
65 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
66 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
67 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
68 #endif
69
70 #include <asm/page.h>
71 #include <asm/pgtable.h>
72 #include <asm/processor.h>
73
74 #ifndef __pa_symbol
75 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
76 #endif
77
78 #ifndef page_to_virt
79 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
80 #endif
81
82 #ifndef lm_alias
83 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
84 #endif
85
86 /*
87  * To prevent common memory management code establishing
88  * a zero page mapping on a read fault.
89  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
90  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
91  * related to the physical page in case of virtualization.
92  */
93 #ifndef mm_forbids_zeropage
94 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
95 #endif
96
97 /*
98  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
99  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
100  * problem.
101  *
102  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
103  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
104  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
105  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
106  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
107  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
108  *
109  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
110  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
111  * that.
112  */
113 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
114 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
115
116 extern int sysctl_max_map_count;
117
118 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
119 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
120
121 extern int sysctl_overcommit_memory;
122 extern int sysctl_overcommit_ratio;
123 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
124
125 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
126                                     size_t *, loff_t *);
127 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
128                                     size_t *, loff_t *);
129
130 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
131
132 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
133 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
134
135 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
136 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
137
138 /*
139  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
140  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
141  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
142  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
143  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
144  * mmap() functions).
145  */
146
147 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
148
149 #ifndef CONFIG_MMU
150 extern struct rb_root nommu_region_tree;
151 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
152
153 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
154 #endif
155
156 /*
157  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
158  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
159  */
160 #define VM_NONE         0x00000000
161
162 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
163 #define VM_WRITE        0x00000002
164 #define VM_EXEC         0x00000004
165 #define VM_SHARED       0x00000008
166
167 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
168 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
169 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
170 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
171 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
172
173 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
174 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
175 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
176 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
177 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
178
179 #define VM_LOCKED       0x00002000
180 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
181
182                                         /* Used by sys_madvise() */
183 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
184 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
185
186 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
187 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
188 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
189 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
190 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
191 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
192 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
193 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
194 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
195
196 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
197 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
198 #else
199 # define VM_SOFTDIRTY   0
200 #endif
201
202 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
203 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
204 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
205 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
206
207 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
208 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
209 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
210 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
211 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
212 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
213 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
214 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
215 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
216 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
217 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
218 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
219
220 #if defined(CONFIG_X86)
221 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
222 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
223 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
224 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
225 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
226 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
227 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
228 #endif
229 #elif defined(CONFIG_PPC)
230 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
231 #elif defined(CONFIG_PARISC)
232 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
233 #elif defined(CONFIG_METAG)
234 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
235 #elif defined(CONFIG_IA64)
236 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
237 #elif !defined(CONFIG_MMU)
238 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
239 #endif
240
241 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
242 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
243 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
244 #else
245 # define VM_MPX         VM_NONE
246 #endif
247
248 #ifndef VM_GROWSUP
249 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
250 #endif
251
252 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
253 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
254
255 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
256 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
257 #endif
258
259 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
260 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
261 #else
262 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
263 #endif
264
265 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
266
267 /*
268  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
269  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
270  */
271 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
272
273 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
274 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
275
276 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
277 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
278
279 /*
280  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
281  * low four bits) to a page protection mask..
282  */
283 extern pgprot_t protection_map[16];
284
285 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
286 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
287 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
288 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
289 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
290 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
291 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
292 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
293 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
294
295 #define FAULT_FLAG_TRACE \
296         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
297         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
298         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
299         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
300         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
301         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
302         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
303         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
304         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
305
306 /*
307  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
308  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
309  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
310  *
311  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
312  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
313  *
314  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
315  */
316 struct vm_fault {
317         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
318         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
319         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
320         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
321         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
322         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
323                                          * the 'address' */
324         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
325                                          * the 'address'
326                                          */
327         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
328
329         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
330         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
331         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
332                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
333                                          * is set (which is also implied by
334                                          * VM_FAULT_ERROR).
335                                          */
336         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
337         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
338                                          * the 'address'. NULL if the page
339                                          * table hasn't been allocated.
340                                          */
341         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
342                                          * Protects pte page table if 'pte'
343                                          * is not NULL, otherwise pmd.
344                                          */
345         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
346                                          * vm_ops->map_pages() calls
347                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
348                                          * do_fault_around() pre-allocates
349                                          * page table to avoid allocation from
350                                          * atomic context.
351                                          */
352 };
353
354 /* page entry size for vm->huge_fault() */
355 enum page_entry_size {
356         PE_SIZE_PTE = 0,
357         PE_SIZE_PMD,
358         PE_SIZE_PUD,
359 };
360
361 /*
362  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
363  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
364  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
365  */
366 struct vm_operations_struct {
367         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
368         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
369         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
370         int (*fault)(struct vm_fault *vmf);
371         int (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, enum page_entry_size pe_size);
372         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
373                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
374
375         /* notification that a previously read-only page is about to become
376          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
377         int (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
378
379         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
380         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
381
382         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
383          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
384          */
385         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
386                       void *buf, int len, int write);
387
388         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
389          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
390          * vma to be dumped unconditionally. */
391         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
392
393 #ifdef CONFIG_NUMA
394         /*
395          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
396          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
397          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
398          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
399          * mempolicy.
400          */
401         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
402
403         /*
404          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
405          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
406          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
407          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
408          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
409          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
410          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
411          * policy.
412          */
413         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
414                                         unsigned long addr);
415 #endif
416         /*
417          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
418          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
419          * (using pte_page()) would not find the correct page.
420          */
421         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
422                                           unsigned long addr);
423 };
424
425 struct mmu_gather;
426 struct inode;
427
428 #define page_private(page)              ((page)->private)
429 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
430
431 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
432 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
433 {
434         return 0;
435 }
436 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
437 {
438         return 0;
439 }
440 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
441 {
442         return 0;
443 }
444 #endif
445
446 /*
447  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
448  * files which need it (119 of them)
449  */
450 #include <linux/page-flags.h>
451 #include <linux/huge_mm.h>
452
453 /*
454  * Methods to modify the page usage count.
455  *
456  * What counts for a page usage:
457  * - cache mapping   (page->mapping)
458  * - private data    (page->private)
459  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
460  *   is counted separately
461  *
462  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
463  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
464  */
465
466 /*
467  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
468  */
469 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
470 {
471         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
472         return page_ref_dec_and_test(page);
473 }
474
475 /*
476  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
477  * that is the case.
478  * This can be called when MMU is off so it must not access
479  * any of the virtual mappings.
480  */
481 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
482 {
483         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
484 }
485
486 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
487
488 enum {
489         REGION_INTERSECTS,
490         REGION_DISJOINT,
491         REGION_MIXED,
492 };
493
494 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
495                       unsigned long desc);
496
497 /* Support for virtually mapped pages */
498 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
499 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
500
501 /*
502  * Determine if an address is within the vmalloc range
503  *
504  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
505  * is no special casing required.
506  */
507 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
508 {
509 #ifdef CONFIG_MMU
510         unsigned long addr = (unsigned long)x;
511
512         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
513 #else
514         return false;
515 #endif
516 }
517 #ifdef CONFIG_MMU
518 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
519 #else
520 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
521 {
522         return 0;
523 }
524 #endif
525
526 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
527 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
528 {
529         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
530 }
531 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
532 {
533         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
534 }
535 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
536 {
537         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
538 }
539
540 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
541 {
542         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
543                 return NULL;
544
545         return kvmalloc(n * size, flags);
546 }
547
548 extern void kvfree(const void *addr);
549
550 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
551 {
552         return &page[1].compound_mapcount;
553 }
554
555 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
556 {
557         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
558         page = compound_head(page);
559         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
560 }
561
562 /*
563  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
564  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
565  * and atomic_add_negative(-1).
566  */
567 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
568 {
569         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
570 }
571
572 int __page_mapcount(struct page *page);
573
574 static inline int page_mapcount(struct page *page)
575 {
576         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
577
578         if (unlikely(PageCompound(page)))
579                 return __page_mapcount(page);
580         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
584 int total_mapcount(struct page *page);
585 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
586 #else
587 static inline int total_mapcount(struct page *page)
588 {
589         return page_mapcount(page);
590 }
591 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
592                                            int *total_mapcount)
593 {
594         int mapcount = page_mapcount(page);
595         if (total_mapcount)
596                 *total_mapcount = mapcount;
597         return mapcount;
598 }
599 #endif
600
601 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
602 {
603         struct page *page = virt_to_page(x);
604
605         return compound_head(page);
606 }
607
608 void __put_page(struct page *page);
609
610 void put_pages_list(struct list_head *pages);
611
612 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
613
614 /*
615  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
616  * prototype for that function and accessor functions.
617  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
618  */
619 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
620
621 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
622 enum compound_dtor_id {
623         NULL_COMPOUND_DTOR,
624         COMPOUND_PAGE_DTOR,
625 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
626         HUGETLB_PAGE_DTOR,
627 #endif
628 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
629         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
630 #endif
631         NR_COMPOUND_DTORS,
632 };
633 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
634
635 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
636                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
637 {
638         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
639         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
640 }
641
642 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
643 {
644         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
645         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
646 }
647
648 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
649 {
650         if (!PageHead(page))
651                 return 0;
652         return page[1].compound_order;
653 }
654
655 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
656 {
657         page[1].compound_order = order;
658 }
659
660 void free_compound_page(struct page *page);
661
662 #ifdef CONFIG_MMU
663 /*
664  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
665  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
666  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
667  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
668  */
669 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
670 {
671         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
672                 pte = pte_mkwrite(pte);
673         return pte;
674 }
675
676 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
677                 struct page *page);
678 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
679 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
680 #endif
681
682 /*
683  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
684  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
685  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
686  * only one copy in memory, at most, normally.
687  *
688  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
689  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
690  *   freelist management in the buddy allocator.
691  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
692  *
693  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
694  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
695  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
696  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
697  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
698  *
699  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
700  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
701  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
702  * and page->virtual store page management information, but all other fields
703  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
704  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
705  * subsequently been given references to it.
706  *
707  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
708  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
709  * The following discussion applies only to them.
710  *
711  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
712  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
713  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
714  * into the filesystem to release these pages.
715  *
716  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
717  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
718  * in units of PAGE_SIZE.
719  *
720  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
721  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
722  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
723  *
724  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
725  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
726  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
727  *
728  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
729  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
730  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
731  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
732  *
733  * All pagecache pages may be subject to I/O:
734  * - inode pages may need to be read from disk,
735  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
736  *   to be written back to the inode on disk,
737  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
738  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
739  *   back into memory.
740  */
741
742 /*
743  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
744  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
745  */
746
747 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
748 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
749 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
750 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
751 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
752
753 /*
754  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
755  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
756  * the compiler will optimise away reference to them.
757  */
758 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
759 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
760 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
761 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
762
763 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
764 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
765 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
766 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
767                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
768 #else
769 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
770 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
771                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
772 #endif
773
774 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
775
776 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
777 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
778 #endif
779
780 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
781 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
782 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
783 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
784 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
785
786 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
787 {
788         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
789 }
790
791 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
792 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
793 {
794         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
795 }
796 #else
797 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
798 {
799         return false;
800 }
801 #endif
802
803 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
804 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
805 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
806 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
807 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
808 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
809 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
810 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
811 {
812 }
813 #define IS_HMM_ENABLED 0
814 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
815 {
816         return false;
817 }
818 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
819 {
820         return false;
821 }
822 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
823
824
825 static inline void get_page(struct page *page)
826 {
827         page = compound_head(page);
828         /*
829          * Getting a normal page or the head of a compound page
830          * requires to already have an elevated page->_refcount.
831          */
832         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
833         page_ref_inc(page);
834 }
835
836 static inline void put_page(struct page *page)
837 {
838         page = compound_head(page);
839
840         /*
841          * For private device pages we need to catch refcount transition from
842          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
843          * free and we need to inform the device driver through callback. See
844          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
845          */
846         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
847             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
848                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
849                 return;
850         }
851
852         if (put_page_testzero(page))
853                 __put_page(page);
854 }
855
856 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
857 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
858 #endif
859
860 /*
861  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
862  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
863  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
864  * node id available in page flags.
865  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
866  * pages in a zone.
867  */
868 static inline int page_zone_id(struct page *page)
869 {
870         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
871 }
872
873 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
874 {
875 #ifdef CONFIG_NUMA
876         return zone->node;
877 #else
878         return 0;
879 #endif
880 }
881
882 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
883 extern int page_to_nid(const struct page *page);
884 #else
885 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
886 {
887         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
888 }
889 #endif
890
891 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
892 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
893 {
894         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
895 }
896
897 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
898 {
899         return cpupid & LAST__PID_MASK;
900 }
901
902 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
903 {
904         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
905 }
906
907 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
908 {
909         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
910 }
911
912 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
913 {
914         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
915 }
916
917 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
918 {
919         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
920 }
921
922 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
923 {
924         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
925 }
926
927 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
928 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
929 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
930 {
931         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
932 }
933
934 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
935 {
936         return page->_last_cpupid;
937 }
938 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
939 {
940         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
941 }
942 #else
943 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
944 {
945         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
946 }
947
948 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
949
950 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
951 {
952         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
953 }
954 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
955 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
956 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
957 {
958         return page_to_nid(page); /* XXX */
959 }
960
961 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
962 {
963         return page_to_nid(page); /* XXX */
964 }
965
966 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
967 {
968         return -1;
969 }
970
971 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
972 {
973         return -1;
974 }
975
976 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
977 {
978         return -1;
979 }
980
981 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
982 {
983         return -1;
984 }
985
986 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
987 {
988         return 1;
989 }
990
991 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
992 {
993 }
994
995 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
996 {
997         return false;
998 }
999 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1000
1001 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1002 {
1003         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1004 }
1005
1006 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1007 {
1008         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1009 }
1010
1011 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1012 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1013 {
1014         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1015         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1016 }
1017
1018 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1019 {
1020         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1021 }
1022 #endif
1023
1024 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1025 {
1026         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1027         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1028 }
1029
1030 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1031 {
1032         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1033         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1034 }
1035
1036 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1037         unsigned long node, unsigned long pfn)
1038 {
1039         set_page_zone(page, zone);
1040         set_page_node(page, node);
1041 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1042         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1043 #endif
1044 }
1045
1046 #ifdef CONFIG_MEMCG
1047 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1048 {
1049         return page->mem_cgroup;
1050 }
1051 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1052 {
1053         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1054         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1055 }
1056 #else
1057 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1058 {
1059         return NULL;
1060 }
1061 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1062 {
1063         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1064         return NULL;
1065 }
1066 #endif
1067
1068 /*
1069  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1070  */
1071 #include <linux/vmstat.h>
1072
1073 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1074 {
1075         return page_to_virt(page);
1076 }
1077
1078 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1079 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1080 #endif
1081
1082 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1083 static inline void *page_address(const struct page *page)
1084 {
1085         return page->virtual;
1086 }
1087 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1088 {
1089         page->virtual = address;
1090 }
1091 #define page_address_init()  do { } while(0)
1092 #endif
1093
1094 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1095 void *page_address(const struct page *page);
1096 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1097 void page_address_init(void);
1098 #endif
1099
1100 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1101 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1102 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1103 #define page_address_init()  do { } while(0)
1104 #endif
1105
1106 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1107 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1108 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1109
1110 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1111
1112 static inline
1113 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1114 {
1115         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1116                 return __page_file_mapping(page);
1117
1118         return page->mapping;
1119 }
1120
1121 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1122
1123 /*
1124  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1125  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1126  */
1127 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1128 {
1129         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1130                 return __page_file_index(page);
1131         return page->index;
1132 }
1133
1134 bool page_mapped(struct page *page);
1135 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1136
1137 /*
1138  * Return true only if the page has been allocated with
1139  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1140  * met implying that the system is under some pressure.
1141  */
1142 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1143 {
1144         /*
1145          * Page index cannot be this large so this must be
1146          * a pfmemalloc page.
1147          */
1148         return page->index == -1UL;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1153  * page.
1154  */
1155 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1156 {
1157         page->index = -1UL;
1158 }
1159
1160 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1161 {
1162         page->index = 0;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1167  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1168  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1169  */
1170
1171 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1172 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1173 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1174 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1175 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1176 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1177 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1178
1179 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1180 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1181 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1182 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1183 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1184
1185 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1186                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1187                          VM_FAULT_FALLBACK)
1188
1189 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1190         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1191         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1192         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1193         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1194         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1195         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1196         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1197         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1198         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1199         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1200         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1201         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }
1202
1203 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1204 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1205 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1206
1207 /*
1208  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1209  */
1210 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1211
1212 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1213
1214 /*
1215  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1216  * various contexts.
1217  */
1218 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1219
1220 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1221
1222 extern bool can_do_mlock(void);
1223 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1224 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1225
1226 /*
1227  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1228  */
1229 struct zap_details {
1230         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1231         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1232         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1233 };
1234
1235 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1236                              pte_t pte, bool with_public_device);
1237 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1238
1239 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1240                                 pmd_t pmd);
1241
1242 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1243                 unsigned long size);
1244 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1245                 unsigned long size);
1246 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1247                 unsigned long start, unsigned long end);
1248
1249 /**
1250  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1251  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1252  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1253  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1254  *             regular PUDs.
1255  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1256  *             this handler is required to be able to handle
1257  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1258  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1259  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1260  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1261  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1262  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1263  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1264  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1265  *             and a negative one means "abort current page table walk
1266  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1267  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1268  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1269  * @private:   private data for callbacks' usage
1270  *
1271  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1272  */
1273 struct mm_walk {
1274         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1275                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1276         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1277                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1278         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1279                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1280         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1281                         struct mm_walk *walk);
1282         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1283                              unsigned long addr, unsigned long next,
1284                              struct mm_walk *walk);
1285         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1286                         struct mm_walk *walk);
1287         struct mm_struct *mm;
1288         struct vm_area_struct *vma;
1289         void *private;
1290 };
1291
1292 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1293                 struct mm_walk *walk);
1294 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1295 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1296                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1297 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1298                         struct vm_area_struct *vma);
1299 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1300                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1301 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1302                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1303                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1304 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1305         unsigned long *pfn);
1306 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1307                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1308 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1309                         void *buf, int len, int write);
1310
1311 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1312                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1313 {
1314         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1315 }
1316
1317 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1318 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1319 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1320 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1321 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1322 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1323 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1324
1325 #ifdef CONFIG_MMU
1326 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1327                 unsigned int flags);
1328 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1329                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1330                             bool *unlocked);
1331 #else
1332 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1333                 unsigned long address, unsigned int flags)
1334 {
1335         /* should never happen if there's no MMU */
1336         BUG();
1337         return VM_FAULT_SIGBUS;
1338 }
1339 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1340                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1341                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1342 {
1343         /* should never happen if there's no MMU */
1344         BUG();
1345         return -EFAULT;
1346 }
1347 #endif
1348
1349 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len,
1350                 unsigned int gup_flags);
1351 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1352                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1353 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1354                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1355
1356 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1357                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1358                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1359                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1360 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1361                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1362                             struct vm_area_struct **vmas);
1363 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1364                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1365 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1366                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1367 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1368                         struct page **pages);
1369
1370 /* Container for pinned pfns / pages */
1371 struct frame_vector {
1372         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1373         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1374         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1375         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1376         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1377                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1378                                  * for access */
1379 };
1380
1381 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1382 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1383 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1384                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1385 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1386 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1387 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1388
1389 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1390 {
1391         return vec->nr_frames;
1392 }
1393
1394 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1395 {
1396         if (vec->is_pfns) {
1397                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1398
1399                 if (err)
1400                         return ERR_PTR(err);
1401         }
1402         return (struct page **)(vec->ptrs);
1403 }
1404
1405 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1406 {
1407         if (!vec->is_pfns)
1408                 frame_vector_to_pfns(vec);
1409         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1410 }
1411
1412 struct kvec;
1413 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1414                         struct page **pages);
1415 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1416 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1417
1418 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1419 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1420                               unsigned int length);
1421
1422 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1423 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1424 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1425                                 struct page *page);
1426 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1427 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1428                           struct bdi_writeback *wb);
1429 int set_page_dirty(struct page *page);
1430 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1431 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1432 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1433
1434 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1435
1436 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1437 {
1438         return !vma->vm_ops;
1439 }
1440
1441 #ifdef CONFIG_SHMEM
1442 /*
1443  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1444  * paths in userfault.
1445  */
1446 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1447 #else
1448 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1449 #endif
1450
1451 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1452
1453 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1454                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1455                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1456                 bool need_rmap_locks);
1457 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1458                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1459                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1460 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1461                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1462                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1463
1464 /*
1465  * doesn't attempt to fault and will return short.
1466  */
1467 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1468                           struct page **pages);
1469 /*
1470  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1471  */
1472 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1473 {
1474         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1475
1476 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1477         /*
1478          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1479          * But it's never be expected number for users.
1480          */
1481         if (val < 0)
1482                 val = 0;
1483 #endif
1484         return (unsigned long)val;
1485 }
1486
1487 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1488 {
1489         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1490 }
1491
1492 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1493 {
1494         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1495 }
1496
1497 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1498 {
1499         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1500 }
1501
1502 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1503 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1504 {
1505         if (PageSwapBacked(page))
1506                 return MM_SHMEMPAGES;
1507         return MM_FILEPAGES;
1508 }
1509
1510 static inline int mm_counter(struct page *page)
1511 {
1512         if (PageAnon(page))
1513                 return MM_ANONPAGES;
1514         return mm_counter_file(page);
1515 }
1516
1517 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1518 {
1519         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1520                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1521                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1522 }
1523
1524 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1525 {
1526         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1527 }
1528
1529 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1530 {
1531         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1532 }
1533
1534 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1535 {
1536         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1537
1538         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1539                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1540 }
1541
1542 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1543 {
1544         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1545                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1546 }
1547
1548 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1549 {
1550         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1551 }
1552
1553 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1554                                          struct mm_struct *mm)
1555 {
1556         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1557
1558         if (*maxrss < hiwater_rss)
1559                 *maxrss = hiwater_rss;
1560 }
1561
1562 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1563 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1564 #else
1565 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1566 {
1567 }
1568 #endif
1569
1570 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1571 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1572 {
1573         return 0;
1574 }
1575 #endif
1576
1577 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1578
1579 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1580                                spinlock_t **ptl);
1581 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1582                                     spinlock_t **ptl)
1583 {
1584         pte_t *ptep;
1585         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1586         return ptep;
1587 }
1588
1589 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1590 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1591                                                 unsigned long address)
1592 {
1593         return 0;
1594 }
1595 #else
1596 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1597 #endif
1598
1599 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1600 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1601                                                 unsigned long address)
1602 {
1603         return 0;
1604 }
1605 #else
1606 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1607 #endif
1608
1609 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1610 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1611                                                 unsigned long address)
1612 {
1613         return 0;
1614 }
1615
1616 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1617
1618 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1619 {
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1624 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1625
1626 #else
1627 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1628
1629 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1630 {
1631         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1632 }
1633
1634 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1635 {
1636         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1637 }
1638
1639 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1640 {
1641         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1642 }
1643
1644 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1645 {
1646         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1647 }
1648 #endif
1649
1650 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1651 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1652
1653 /*
1654  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1655  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1656  */
1657 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1658
1659 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1660 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1661                 unsigned long address)
1662 {
1663         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1664                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1665 }
1666
1667 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1668                 unsigned long address)
1669 {
1670         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1671                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1672 }
1673 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1674
1675 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1676 {
1677         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1678                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1679 }
1680 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1681
1682 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1683 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1684 void __init ptlock_cache_init(void);
1685 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1686 extern void ptlock_free(struct page *page);
1687
1688 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1689 {
1690         return page->ptl;
1691 }
1692 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1693 static inline void ptlock_cache_init(void)
1694 {
1695 }
1696
1697 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1698 {
1699         return true;
1700 }
1701
1702 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1703 {
1704 }
1705
1706 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1707 {
1708         return &page->ptl;
1709 }
1710 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1711
1712 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1713 {
1714         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1715 }
1716
1717 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1718 {
1719         /*
1720          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1721          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1722          *
1723          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1724          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1725          */
1726         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1727         if (!ptlock_alloc(page))
1728                 return false;
1729         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1730         return true;
1731 }
1732
1733 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1734 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1735 {
1736         page->mapping = NULL;
1737         ptlock_free(page);
1738 }
1739
1740 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1741 /*
1742  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1743  */
1744 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1745 {
1746         return &mm->page_table_lock;
1747 }
1748 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1749 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1750 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1751 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1752
1753 static inline void pgtable_init(void)
1754 {
1755         ptlock_cache_init();
1756         pgtable_cache_init();
1757 }
1758
1759 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1760 {
1761         if (!ptlock_init(page))
1762                 return false;
1763         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1764         return true;
1765 }
1766
1767 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1768 {
1769         pte_lock_deinit(page);
1770         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1771 }
1772
1773 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1774 ({                                                      \
1775         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1776         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1777         *(ptlp) = __ptl;                                \
1778         spin_lock(__ptl);                               \
1779         __pte;                                          \
1780 })
1781
1782 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1783         spin_unlock(ptl);                               \
1784         pte_unmap(pte);                                 \
1785 } while (0)
1786
1787 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1788         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1789
1790 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1791         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1792
1793 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1794         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1795                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1796
1797 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1798         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1799                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1800
1801 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1802
1803 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1804 {
1805         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1806         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1807 }
1808
1809 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1810 {
1811         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1812 }
1813
1814 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1815 {
1816 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1817         page->pmd_huge_pte = NULL;
1818 #endif
1819         return ptlock_init(page);
1820 }
1821
1822 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1823 {
1824 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1825         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1826 #endif
1827         ptlock_free(page);
1828 }
1829
1830 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1831
1832 #else
1833
1834 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1835 {
1836         return &mm->page_table_lock;
1837 }
1838
1839 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1840 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1841
1842 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1843
1844 #endif
1845
1846 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1847 {
1848         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1849         spin_lock(ptl);
1850         return ptl;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1855  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1856  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1857  * which need to be converted from page_table_lock.
1858  */
1859 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1860 {
1861         return &mm->page_table_lock;
1862 }
1863
1864 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1865 {
1866         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1867
1868         spin_lock(ptl);
1869         return ptl;
1870 }
1871
1872 extern void __init pagecache_init(void);
1873 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1874 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1875                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1876 extern void free_initmem(void);
1877
1878 /*
1879  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1880  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1881  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1882  * Return pages freed into the buddy system.
1883  */
1884 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1885                                         int poison, char *s);
1886
1887 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1888 /*
1889  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1890  * and totalram_pages.
1891  */
1892 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1893 #endif
1894
1895 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1896 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1897
1898 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1899
1900 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1901 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1902 {
1903         ClearPageReserved(page);
1904         init_page_count(page);
1905         __free_page(page);
1906 }
1907
1908 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1909 {
1910         __free_reserved_page(page);
1911         adjust_managed_page_count(page, 1);
1912 }
1913
1914 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1915 {
1916         SetPageReserved(page);
1917         adjust_managed_page_count(page, -1);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1922  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1923  * range [0, UCHAR_MAX].
1924  * Return pages freed into the buddy system.
1925  */
1926 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1927 {
1928         extern char __init_begin[], __init_end[];
1929
1930         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1931                                   poison, "unused kernel");
1932 }
1933
1934 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1935 {
1936         int nid;
1937         unsigned long phys_pages = 0;
1938
1939         for_each_online_node(nid)
1940                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1941
1942         return phys_pages;
1943 }
1944
1945 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1946 /*
1947  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1948  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1949  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1950  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1951  * free_area_init_node()
1952  *
1953  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1954  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1955  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1956  * usage, an architecture is expected to do something like
1957  *
1958  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1959  *                                                       max_highmem_pfn};
1960  * for_each_valid_physical_page_range()
1961  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1962  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1963  *
1964  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1965  * registered physical page range.  Similarly
1966  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1967  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1968  *
1969  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1970  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1971  */
1972 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1973 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1974 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1975                                                 unsigned long end_pfn);
1976 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1977                                                 unsigned long end_pfn);
1978 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1979                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1980 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1981 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1982                                                 unsigned long max_low_pfn);
1983 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1984
1985 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1986
1987 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1988     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1989 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1990                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1991 {
1992         return 0;
1993 }
1994 #else
1995 /* please see mm/page_alloc.c */
1996 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1997 /* there is a per-arch backend function. */
1998 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1999                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2000 #endif
2001
2002 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2003 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
2004                                 unsigned long, enum memmap_context);
2005 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2006 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2007 extern void mem_init(void);
2008 extern void __init mmap_init(void);
2009 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2010 extern long si_mem_available(void);
2011 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2012 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2013 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2014 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2015 #endif
2016
2017 extern __printf(3, 4)
2018 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2019
2020 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2021
2022 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2023 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2024
2025 /* page_alloc.c */
2026 extern int min_free_kbytes;
2027 extern int watermark_scale_factor;
2028
2029 /* nommu.c */
2030 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2031 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2032
2033 /* interval_tree.c */
2034 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2035                               struct rb_root_cached *root);
2036 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2037                                     struct vm_area_struct *prev,
2038                                     struct rb_root_cached *root);
2039 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2040                               struct rb_root_cached *root);
2041 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2042                                 unsigned long start, unsigned long last);
2043 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2044                                 unsigned long start, unsigned long last);
2045
2046 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2047         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2048              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2049
2050 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2051                                    struct rb_root_cached *root);
2052 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2053                                    struct rb_root_cached *root);
2054 struct anon_vma_chain *
2055 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2056                                   unsigned long start, unsigned long last);
2057 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2058         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2059 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2060 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2061 #endif
2062
2063 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2064         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2065              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2066
2067 /* mmap.c */
2068 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2069 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2070         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2071         struct vm_area_struct *expand);
2072 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2073         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2074 {
2075         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2076 }
2077 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2078         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2079         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2080         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2081 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2082 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2083         unsigned long addr, int new_below);
2084 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2085         unsigned long addr, int new_below);
2086 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2087 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2088         struct rb_node **, struct rb_node *);
2089 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2090 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2091         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2092         bool *need_rmap_locks);
2093 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2094
2095 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2096                                     unsigned long new,
2097                                     unsigned long start,
2098                                     unsigned long end_data,
2099                                     unsigned long start_data)
2100 {
2101         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2102                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2103                         return -ENOSPC;
2104         }
2105
2106         return 0;
2107 }
2108
2109 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2110 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2111
2112 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2113 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2114 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2115
2116 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2117 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2118
2119 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2120                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2121 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2122                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2123                                    unsigned long flags,
2124                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2125 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2126 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2127                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2128                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2129
2130 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2131
2132 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2133         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2134         struct list_head *uf);
2135 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2136         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2137         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2138         struct list_head *uf);
2139 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2140                      struct list_head *uf);
2141
2142 static inline unsigned long
2143 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2144         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2145         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2146         struct list_head *uf)
2147 {
2148         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2149 }
2150
2151 #ifdef CONFIG_MMU
2152 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2153                          int ignore_errors);
2154 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2155 {
2156         /* Ignore errors */
2157         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2158 }
2159 #else
2160 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2161 #endif
2162
2163 /* These take the mm semaphore themselves */
2164 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2165 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2166 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2167 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2168         unsigned long, unsigned long,
2169         unsigned long, unsigned long);
2170
2171 struct vm_unmapped_area_info {
2172 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2173         unsigned long flags;
2174         unsigned long length;
2175         unsigned long low_limit;
2176         unsigned long high_limit;
2177         unsigned long align_mask;
2178         unsigned long align_offset;
2179 };
2180
2181 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2182 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2183
2184 /*
2185  * Search for an unmapped address range.
2186  *
2187  * We are looking for a range that:
2188  * - does not intersect with any VMA;
2189  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2190  * - is at least the desired size.
2191  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2192  */
2193 static inline unsigned long
2194 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2195 {
2196         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2197                 return unmapped_area_topdown(info);
2198         else
2199                 return unmapped_area(info);
2200 }
2201
2202 /* truncate.c */
2203 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2204 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2205                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2206 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2207
2208 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2209 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2210 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2211                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2212 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2213
2214 /* mm/page-writeback.c */
2215 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2216 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2217
2218 /* readahead.c */
2219 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2220 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2221
2222 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2223                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2224
2225 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2226                                struct file_ra_state *ra,
2227                                struct file *filp,
2228                                pgoff_t offset,
2229                                unsigned long size);
2230
2231 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2232                                 struct file_ra_state *ra,
2233                                 struct file *filp,
2234                                 struct page *pg,
2235                                 pgoff_t offset,
2236                                 unsigned long size);
2237
2238 extern unsigned long stack_guard_gap;
2239 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2240 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2241
2242 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2243 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2244                 unsigned long address);
2245 #if VM_GROWSUP
2246 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2247 #else
2248   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2249 #endif
2250
2251 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2252 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2253 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2254                                              struct vm_area_struct **pprev);
2255
2256 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2257    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2258 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2259 {
2260         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2261
2262         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2263                 vma = NULL;
2264         return vma;
2265 }
2266
2267 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2268 {
2269         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2270
2271         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2272                 vm_start -= stack_guard_gap;
2273                 if (vm_start > vma->vm_start)
2274                         vm_start = 0;
2275         }
2276         return vm_start;
2277 }
2278
2279 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2280 {
2281         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2282
2283         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2284                 vm_end += stack_guard_gap;
2285                 if (vm_end < vma->vm_end)
2286                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2287         }
2288         return vm_end;
2289 }
2290
2291 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2292 {
2293         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2294 }
2295
2296 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2297 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2298                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2299 {
2300         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2301
2302         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2303                 vma = NULL;
2304
2305         return vma;
2306 }
2307
2308 #ifdef CONFIG_MMU
2309 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2310 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2311 #else
2312 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2313 {
2314         return __pgprot(0);
2315 }
2316 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2317 {
2318         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2319 }
2320 #endif
2321
2322 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2323 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2324                         unsigned long start, unsigned long end);
2325 #endif
2326
2327 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2328 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2329                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2330 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2331 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2332                         unsigned long pfn);
2333 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2334                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2335 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2336                         pfn_t pfn);
2337 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2338                         pfn_t pfn);
2339 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2340
2341
2342 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2343                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2344                               unsigned int *page_mask);
2345
2346 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2347                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2348 {
2349         unsigned int unused_page_mask;
2350         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2351 }
2352
2353 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2354 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2355 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2356 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2357 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2358 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2359                                  * and return without waiting upon it */
2360 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2361 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2362 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2363 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2364 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2365 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2366 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2367 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2368 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2369
2370 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2371 {
2372         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2373                 return -ENOMEM;
2374         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2375                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2376         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2377                 return -EFAULT;
2378         return 0;
2379 }
2380
2381 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2382                         void *data);
2383 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2384                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2385
2386
2387 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2388 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2389 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2390 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2391 #else
2392 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2393 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2394                                         int enable) { }
2395 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2396 #endif
2397
2398 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2399 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2400 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2401
2402 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2403 {
2404         return _debug_pagealloc_enabled;
2405 }
2406
2407 static inline void
2408 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2409 {
2410         if (!debug_pagealloc_enabled())
2411                 return;
2412
2413         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2414 }
2415 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2416 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2417 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2418 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2419 static inline void
2420 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2421 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2422 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2423 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2424 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2425 {
2426         return false;
2427 }
2428 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2429
2430 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2431 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2432 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2433 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2434 #else
2435 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2436 {
2437         return NULL;
2438 }
2439 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2440 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2441 {
2442         return 0;
2443 }
2444 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2445
2446 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2447
2448 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2449 extern int sysctl_drop_caches;
2450 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2451                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2452 #endif
2453
2454 void drop_slab(void);
2455 void drop_slab_node(int nid);
2456
2457 #ifndef CONFIG_MMU
2458 #define randomize_va_space 0
2459 #else
2460 extern int randomize_va_space;
2461 #endif
2462
2463 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2464 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2465
2466 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2467                                    unsigned long pnum_begin,
2468                                    unsigned long pnum_end,
2469                                    unsigned long map_count,
2470                                    int nodeid);
2471
2472 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2473 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2474 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2475 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2476 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2477 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2478 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2479 struct vmem_altmap;
2480 void *__vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
2481                 struct vmem_altmap *altmap);
2482 static inline void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
2483 {
2484         return __vmemmap_alloc_block_buf(size, node, NULL);
2485 }
2486
2487 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2488 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2489                                int node);
2490 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2491 void vmemmap_populate_print_last(void);
2492 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2493 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2494 #endif
2495 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2496                                   unsigned long size);
2497
2498 enum mf_flags {
2499         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2500         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2501         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2502         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2503 };
2504 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2505 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2506 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2507 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2508 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2509 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2510 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2511 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2512 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2513 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2514
2515
2516 /*
2517  * Error handlers for various types of pages.
2518  */
2519 enum mf_result {
2520         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2521         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2522         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2523         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2524 };
2525
2526 enum mf_action_page_type {
2527         MF_MSG_KERNEL,
2528         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2529         MF_MSG_SLAB,
2530         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2531         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2532         MF_MSG_HUGE,
2533         MF_MSG_FREE_HUGE,
2534         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2535         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2536         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2537         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2538         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2539         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2540         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2541         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2542         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2543         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2544         MF_MSG_BUDDY,
2545         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2546         MF_MSG_UNKNOWN,
2547 };
2548
2549 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2550 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2551                             unsigned long addr_hint,
2552                             unsigned int pages_per_huge_page);
2553 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2554                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2555                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2556 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2557                                 const void __user *usr_src,
2558                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2559                                 bool allow_pagefault);
2560 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2561
2562 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2563
2564 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2565 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2566 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2567
2568 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2569 {
2570         return _debug_guardpage_minorder;
2571 }
2572
2573 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2574 {
2575         return _debug_guardpage_enabled;
2576 }
2577
2578 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2579 {
2580         struct page_ext *page_ext;
2581
2582         if (!debug_guardpage_enabled())
2583                 return false;
2584
2585         page_ext = lookup_page_ext(page);
2586         if (unlikely(!page_ext))
2587                 return false;
2588
2589         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2590 }
2591 #else
2592 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2593 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2594 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2595 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2596
2597 #if MAX_NUMNODES > 1
2598 void __init setup_nr_node_ids(void);
2599 #else
2600 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2601 #endif
2602
2603 #endif /* __KERNEL__ */
2604 #endif /* _LINUX_MM_H */