mm: page_table_check: Ensure user pages are not slab pages
[platform/kernel/linux-starfive.git] / include / linux / page-flags.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Macros for manipulating and testing page->flags
4  */
5
6 #ifndef PAGE_FLAGS_H
7 #define PAGE_FLAGS_H
8
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/bug.h>
11 #include <linux/mmdebug.h>
12 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
13 #include <linux/mm_types.h>
14 #include <generated/bounds.h>
15 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS_H */
16
17 /*
18  * Various page->flags bits:
19  *
20  * PG_reserved is set for special pages. The "struct page" of such a page
21  * should in general not be touched (e.g. set dirty) except by its owner.
22  * Pages marked as PG_reserved include:
23  * - Pages part of the kernel image (including vDSO) and similar (e.g. BIOS,
24  *   initrd, HW tables)
25  * - Pages reserved or allocated early during boot (before the page allocator
26  *   was initialized). This includes (depending on the architecture) the
27  *   initial vmemmap, initial page tables, crashkernel, elfcorehdr, and much
28  *   much more. Once (if ever) freed, PG_reserved is cleared and they will
29  *   be given to the page allocator.
30  * - Pages falling into physical memory gaps - not IORESOURCE_SYSRAM. Trying
31  *   to read/write these pages might end badly. Don't touch!
32  * - The zero page(s)
33  * - Pages not added to the page allocator when onlining a section because
34  *   they were excluded via the online_page_callback() or because they are
35  *   PG_hwpoison.
36  * - Pages allocated in the context of kexec/kdump (loaded kernel image,
37  *   control pages, vmcoreinfo)
38  * - MMIO/DMA pages. Some architectures don't allow to ioremap pages that are
39  *   not marked PG_reserved (as they might be in use by somebody else who does
40  *   not respect the caching strategy).
41  * - Pages part of an offline section (struct pages of offline sections should
42  *   not be trusted as they will be initialized when first onlined).
43  * - MCA pages on ia64
44  * - Pages holding CPU notes for POWER Firmware Assisted Dump
45  * - Device memory (e.g. PMEM, DAX, HMM)
46  * Some PG_reserved pages will be excluded from the hibernation image.
47  * PG_reserved does in general not hinder anybody from dumping or swapping
48  * and is no longer required for remap_pfn_range(). ioremap might require it.
49  * Consequently, PG_reserved for a page mapped into user space can indicate
50  * the zero page, the vDSO, MMIO pages or device memory.
51  *
52  * The PG_private bitflag is set on pagecache pages if they contain filesystem
53  * specific data (which is normally at page->private). It can be used by
54  * private allocations for its own usage.
55  *
56  * During initiation of disk I/O, PG_locked is set. This bit is set before I/O
57  * and cleared when writeback _starts_ or when read _completes_. PG_writeback
58  * is set before writeback starts and cleared when it finishes.
59  *
60  * PG_locked also pins a page in pagecache, and blocks truncation of the file
61  * while it is held.
62  *
63  * page_waitqueue(page) is a wait queue of all tasks waiting for the page
64  * to become unlocked.
65  *
66  * PG_swapbacked is set when a page uses swap as a backing storage.  This are
67  * usually PageAnon or shmem pages but please note that even anonymous pages
68  * might lose their PG_swapbacked flag when they simply can be dropped (e.g. as
69  * a result of MADV_FREE).
70  *
71  * PG_referenced, PG_reclaim are used for page reclaim for anonymous and
72  * file-backed pagecache (see mm/vmscan.c).
73  *
74  * PG_error is set to indicate that an I/O error occurred on this page.
75  *
76  * PG_arch_1 is an architecture specific page state bit.  The generic code
77  * guarantees that this bit is cleared for a page when it first is entered into
78  * the page cache.
79  *
80  * PG_hwpoison indicates that a page got corrupted in hardware and contains
81  * data with incorrect ECC bits that triggered a machine check. Accessing is
82  * not safe since it may cause another machine check. Don't touch!
83  */
84
85 /*
86  * Don't use the pageflags directly.  Use the PageFoo macros.
87  *
88  * The page flags field is split into two parts, the main flags area
89  * which extends from the low bits upwards, and the fields area which
90  * extends from the high bits downwards.
91  *
92  *  | FIELD | ... | FLAGS |
93  *  N-1           ^       0
94  *               (NR_PAGEFLAGS)
95  *
96  * The fields area is reserved for fields mapping zone, node (for NUMA) and
97  * SPARSEMEM section (for variants of SPARSEMEM that require section ids like
98  * SPARSEMEM_EXTREME with !SPARSEMEM_VMEMMAP).
99  */
100 enum pageflags {
101         PG_locked,              /* Page is locked. Don't touch. */
102         PG_referenced,
103         PG_uptodate,
104         PG_dirty,
105         PG_lru,
106         PG_active,
107         PG_workingset,
108         PG_waiters,             /* Page has waiters, check its waitqueue. Must be bit #7 and in the same byte as "PG_locked" */
109         PG_error,
110         PG_slab,
111         PG_owner_priv_1,        /* Owner use. If pagecache, fs may use*/
112         PG_arch_1,
113         PG_reserved,
114         PG_private,             /* If pagecache, has fs-private data */
115         PG_private_2,           /* If pagecache, has fs aux data */
116         PG_writeback,           /* Page is under writeback */
117         PG_head,                /* A head page */
118         PG_mappedtodisk,        /* Has blocks allocated on-disk */
119         PG_reclaim,             /* To be reclaimed asap */
120         PG_swapbacked,          /* Page is backed by RAM/swap */
121         PG_unevictable,         /* Page is "unevictable"  */
122 #ifdef CONFIG_MMU
123         PG_mlocked,             /* Page is vma mlocked */
124 #endif
125 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
126         PG_uncached,            /* Page has been mapped as uncached */
127 #endif
128 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
129         PG_hwpoison,            /* hardware poisoned page. Don't touch */
130 #endif
131 #if defined(CONFIG_PAGE_IDLE_FLAG) && defined(CONFIG_64BIT)
132         PG_young,
133         PG_idle,
134 #endif
135 #ifdef CONFIG_64BIT
136         PG_arch_2,
137 #endif
138 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
139         PG_skip_kasan_poison,
140 #endif
141         __NR_PAGEFLAGS,
142
143         PG_readahead = PG_reclaim,
144
145         /*
146          * Depending on the way an anonymous folio can be mapped into a page
147          * table (e.g., single PMD/PUD/CONT of the head page vs. PTE-mapped
148          * THP), PG_anon_exclusive may be set only for the head page or for
149          * tail pages of an anonymous folio. For now, we only expect it to be
150          * set on tail pages for PTE-mapped THP.
151          */
152         PG_anon_exclusive = PG_mappedtodisk,
153
154         /* Filesystems */
155         PG_checked = PG_owner_priv_1,
156
157         /* SwapBacked */
158         PG_swapcache = PG_owner_priv_1, /* Swap page: swp_entry_t in private */
159
160         /* Two page bits are conscripted by FS-Cache to maintain local caching
161          * state.  These bits are set on pages belonging to the netfs's inodes
162          * when those inodes are being locally cached.
163          */
164         PG_fscache = PG_private_2,      /* page backed by cache */
165
166         /* XEN */
167         /* Pinned in Xen as a read-only pagetable page. */
168         PG_pinned = PG_owner_priv_1,
169         /* Pinned as part of domain save (see xen_mm_pin_all()). */
170         PG_savepinned = PG_dirty,
171         /* Has a grant mapping of another (foreign) domain's page. */
172         PG_foreign = PG_owner_priv_1,
173         /* Remapped by swiotlb-xen. */
174         PG_xen_remapped = PG_owner_priv_1,
175
176         /* SLOB */
177         PG_slob_free = PG_private,
178
179         /* Compound pages. Stored in first tail page's flags */
180         PG_double_map = PG_workingset,
181
182 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
183         /*
184          * Compound pages. Stored in first tail page's flags.
185          * Indicates that at least one subpage is hwpoisoned in the
186          * THP.
187          */
188         PG_has_hwpoisoned = PG_error,
189 #endif
190
191         /* non-lru isolated movable page */
192         PG_isolated = PG_reclaim,
193
194         /* Only valid for buddy pages. Used to track pages that are reported */
195         PG_reported = PG_uptodate,
196
197 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
198         /* For self-hosted memmap pages */
199         PG_vmemmap_self_hosted = PG_owner_priv_1,
200 #endif
201 };
202
203 #define PAGEFLAGS_MASK          ((1UL << NR_PAGEFLAGS) - 1)
204
205 #ifndef __GENERATING_BOUNDS_H
206
207 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_OPTIMIZE_VMEMMAP
208 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(hugetlb_optimize_vmemmap_key);
209
210 /*
211  * Return the real head page struct iff the @page is a fake head page, otherwise
212  * return the @page itself. See Documentation/mm/vmemmap_dedup.rst.
213  */
214 static __always_inline const struct page *page_fixed_fake_head(const struct page *page)
215 {
216         if (!static_branch_unlikely(&hugetlb_optimize_vmemmap_key))
217                 return page;
218
219         /*
220          * Only addresses aligned with PAGE_SIZE of struct page may be fake head
221          * struct page. The alignment check aims to avoid access the fields (
222          * e.g. compound_head) of the @page[1]. It can avoid touch a (possibly)
223          * cold cacheline in some cases.
224          */
225         if (IS_ALIGNED((unsigned long)page, PAGE_SIZE) &&
226             test_bit(PG_head, &page->flags)) {
227                 /*
228                  * We can safely access the field of the @page[1] with PG_head
229                  * because the @page is a compound page composed with at least
230                  * two contiguous pages.
231                  */
232                 unsigned long head = READ_ONCE(page[1].compound_head);
233
234                 if (likely(head & 1))
235                         return (const struct page *)(head - 1);
236         }
237         return page;
238 }
239 #else
240 static inline const struct page *page_fixed_fake_head(const struct page *page)
241 {
242         return page;
243 }
244 #endif
245
246 static __always_inline int page_is_fake_head(struct page *page)
247 {
248         return page_fixed_fake_head(page) != page;
249 }
250
251 static inline unsigned long _compound_head(const struct page *page)
252 {
253         unsigned long head = READ_ONCE(page->compound_head);
254
255         if (unlikely(head & 1))
256                 return head - 1;
257         return (unsigned long)page_fixed_fake_head(page);
258 }
259
260 #define compound_head(page)     ((typeof(page))_compound_head(page))
261
262 /**
263  * page_folio - Converts from page to folio.
264  * @p: The page.
265  *
266  * Every page is part of a folio.  This function cannot be called on a
267  * NULL pointer.
268  *
269  * Context: No reference, nor lock is required on @page.  If the caller
270  * does not hold a reference, this call may race with a folio split, so
271  * it should re-check the folio still contains this page after gaining
272  * a reference on the folio.
273  * Return: The folio which contains this page.
274  */
275 #define page_folio(p)           (_Generic((p),                          \
276         const struct page *:    (const struct folio *)_compound_head(p), \
277         struct page *:          (struct folio *)_compound_head(p)))
278
279 /**
280  * folio_page - Return a page from a folio.
281  * @folio: The folio.
282  * @n: The page number to return.
283  *
284  * @n is relative to the start of the folio.  This function does not
285  * check that the page number lies within @folio; the caller is presumed
286  * to have a reference to the page.
287  */
288 #define folio_page(folio, n)    nth_page(&(folio)->page, n)
289
290 static __always_inline int PageTail(struct page *page)
291 {
292         return READ_ONCE(page->compound_head) & 1 || page_is_fake_head(page);
293 }
294
295 static __always_inline int PageCompound(struct page *page)
296 {
297         return test_bit(PG_head, &page->flags) ||
298                READ_ONCE(page->compound_head) & 1;
299 }
300
301 #define PAGE_POISON_PATTERN     -1l
302 static inline int PagePoisoned(const struct page *page)
303 {
304         return READ_ONCE(page->flags) == PAGE_POISON_PATTERN;
305 }
306
307 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
308 void page_init_poison(struct page *page, size_t size);
309 #else
310 static inline void page_init_poison(struct page *page, size_t size)
311 {
312 }
313 #endif
314
315 static unsigned long *folio_flags(struct folio *folio, unsigned n)
316 {
317         struct page *page = &folio->page;
318
319         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
320         VM_BUG_ON_PGFLAGS(n > 0 && !test_bit(PG_head, &page->flags), page);
321         return &page[n].flags;
322 }
323
324 /*
325  * Page flags policies wrt compound pages
326  *
327  * PF_POISONED_CHECK
328  *     check if this struct page poisoned/uninitialized
329  *
330  * PF_ANY:
331  *     the page flag is relevant for small, head and tail pages.
332  *
333  * PF_HEAD:
334  *     for compound page all operations related to the page flag applied to
335  *     head page.
336  *
337  * PF_ONLY_HEAD:
338  *     for compound page, callers only ever operate on the head page.
339  *
340  * PF_NO_TAIL:
341  *     modifications of the page flag must be done on small or head pages,
342  *     checks can be done on tail pages too.
343  *
344  * PF_NO_COMPOUND:
345  *     the page flag is not relevant for compound pages.
346  *
347  * PF_SECOND:
348  *     the page flag is stored in the first tail page.
349  */
350 #define PF_POISONED_CHECK(page) ({                                      \
351                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(PagePoisoned(page), page);            \
352                 page; })
353 #define PF_ANY(page, enforce)   PF_POISONED_CHECK(page)
354 #define PF_HEAD(page, enforce)  PF_POISONED_CHECK(compound_head(page))
355 #define PF_ONLY_HEAD(page, enforce) ({                                  \
356                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);                \
357                 PF_POISONED_CHECK(page); })
358 #define PF_NO_TAIL(page, enforce) ({                                    \
359                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(enforce && PageTail(page), page);     \
360                 PF_POISONED_CHECK(compound_head(page)); })
361 #define PF_NO_COMPOUND(page, enforce) ({                                \
362                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(enforce && PageCompound(page), page); \
363                 PF_POISONED_CHECK(page); })
364 #define PF_SECOND(page, enforce) ({                                     \
365                 VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageHead(page), page);               \
366                 PF_POISONED_CHECK(&page[1]); })
367
368 /* Which page is the flag stored in */
369 #define FOLIO_PF_ANY            0
370 #define FOLIO_PF_HEAD           0
371 #define FOLIO_PF_ONLY_HEAD      0
372 #define FOLIO_PF_NO_TAIL        0
373 #define FOLIO_PF_NO_COMPOUND    0
374 #define FOLIO_PF_SECOND         1
375
376 /*
377  * Macros to create function definitions for page flags
378  */
379 #define TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
380 static __always_inline bool folio_test_##lname(struct folio *folio)     \
381 { return test_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }    \
382 static __always_inline int Page##uname(struct page *page)               \
383 { return test_bit(PG_##lname, &policy(page, 0)->flags); }
384
385 #define SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                               \
386 static __always_inline                                                  \
387 void folio_set_##lname(struct folio *folio)                             \
388 { set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }            \
389 static __always_inline void SetPage##uname(struct page *page)           \
390 { set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
391
392 #define CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
393 static __always_inline                                                  \
394 void folio_clear_##lname(struct folio *folio)                           \
395 { clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }          \
396 static __always_inline void ClearPage##uname(struct page *page)         \
397 { clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
398
399 #define __SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
400 static __always_inline                                                  \
401 void __folio_set_##lname(struct folio *folio)                           \
402 { __set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }          \
403 static __always_inline void __SetPage##uname(struct page *page)         \
404 { __set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
405
406 #define __CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)                           \
407 static __always_inline                                                  \
408 void __folio_clear_##lname(struct folio *folio)                         \
409 { __clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); }        \
410 static __always_inline void __ClearPage##uname(struct page *page)       \
411 { __clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
412
413 #define TESTSETFLAG(uname, lname, policy)                               \
414 static __always_inline                                                  \
415 bool folio_test_set_##lname(struct folio *folio)                        \
416 { return test_and_set_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); } \
417 static __always_inline int TestSetPage##uname(struct page *page)        \
418 { return test_and_set_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
419
420 #define TESTCLEARFLAG(uname, lname, policy)                             \
421 static __always_inline                                                  \
422 bool folio_test_clear_##lname(struct folio *folio)                      \
423 { return test_and_clear_bit(PG_##lname, folio_flags(folio, FOLIO_##policy)); } \
424 static __always_inline int TestClearPage##uname(struct page *page)      \
425 { return test_and_clear_bit(PG_##lname, &policy(page, 1)->flags); }
426
427 #define PAGEFLAG(uname, lname, policy)                                  \
428         TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
429         SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                               \
430         CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)
431
432 #define __PAGEFLAG(uname, lname, policy)                                \
433         TESTPAGEFLAG(uname, lname, policy)                              \
434         __SETPAGEFLAG(uname, lname, policy)                             \
435         __CLEARPAGEFLAG(uname, lname, policy)
436
437 #define TESTSCFLAG(uname, lname, policy)                                \
438         TESTSETFLAG(uname, lname, policy)                               \
439         TESTCLEARFLAG(uname, lname, policy)
440
441 #define TESTPAGEFLAG_FALSE(uname, lname)                                \
442 static inline bool folio_test_##lname(const struct folio *folio) { return false; } \
443 static inline int Page##uname(const struct page *page) { return 0; }
444
445 #define SETPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                                  \
446 static inline void folio_set_##lname(struct folio *folio) { }           \
447 static inline void SetPage##uname(struct page *page) {  }
448
449 #define CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                                \
450 static inline void folio_clear_##lname(struct folio *folio) { }         \
451 static inline void ClearPage##uname(struct page *page) {  }
452
453 #define __CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)                              \
454 static inline void __folio_clear_##lname(struct folio *folio) { }       \
455 static inline void __ClearPage##uname(struct page *page) {  }
456
457 #define TESTSETFLAG_FALSE(uname, lname)                                 \
458 static inline bool folio_test_set_##lname(struct folio *folio)          \
459 { return 0; }                                                           \
460 static inline int TestSetPage##uname(struct page *page) { return 0; }
461
462 #define TESTCLEARFLAG_FALSE(uname, lname)                               \
463 static inline bool folio_test_clear_##lname(struct folio *folio)        \
464 { return 0; }                                                           \
465 static inline int TestClearPage##uname(struct page *page) { return 0; }
466
467 #define PAGEFLAG_FALSE(uname, lname) TESTPAGEFLAG_FALSE(uname, lname)   \
468         SETPAGEFLAG_NOOP(uname, lname) CLEARPAGEFLAG_NOOP(uname, lname)
469
470 #define TESTSCFLAG_FALSE(uname, lname)                                  \
471         TESTSETFLAG_FALSE(uname, lname) TESTCLEARFLAG_FALSE(uname, lname)
472
473 __PAGEFLAG(Locked, locked, PF_NO_TAIL)
474 PAGEFLAG(Waiters, waiters, PF_ONLY_HEAD)
475 PAGEFLAG(Error, error, PF_NO_TAIL) TESTCLEARFLAG(Error, error, PF_NO_TAIL)
476 PAGEFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
477         TESTCLEARFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
478         __SETPAGEFLAG(Referenced, referenced, PF_HEAD)
479 PAGEFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD) TESTSCFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD)
480         __CLEARPAGEFLAG(Dirty, dirty, PF_HEAD)
481 PAGEFLAG(LRU, lru, PF_HEAD) __CLEARPAGEFLAG(LRU, lru, PF_HEAD)
482         TESTCLEARFLAG(LRU, lru, PF_HEAD)
483 PAGEFLAG(Active, active, PF_HEAD) __CLEARPAGEFLAG(Active, active, PF_HEAD)
484         TESTCLEARFLAG(Active, active, PF_HEAD)
485 PAGEFLAG(Workingset, workingset, PF_HEAD)
486         TESTCLEARFLAG(Workingset, workingset, PF_HEAD)
487 __PAGEFLAG(Slab, slab, PF_NO_TAIL)
488 __PAGEFLAG(SlobFree, slob_free, PF_NO_TAIL)
489 PAGEFLAG(Checked, checked, PF_NO_COMPOUND)         /* Used by some filesystems */
490
491 /* Xen */
492 PAGEFLAG(Pinned, pinned, PF_NO_COMPOUND)
493         TESTSCFLAG(Pinned, pinned, PF_NO_COMPOUND)
494 PAGEFLAG(SavePinned, savepinned, PF_NO_COMPOUND);
495 PAGEFLAG(Foreign, foreign, PF_NO_COMPOUND);
496 PAGEFLAG(XenRemapped, xen_remapped, PF_NO_COMPOUND)
497         TESTCLEARFLAG(XenRemapped, xen_remapped, PF_NO_COMPOUND)
498
499 PAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
500         __CLEARPAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
501         __SETPAGEFLAG(Reserved, reserved, PF_NO_COMPOUND)
502 PAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
503         __CLEARPAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
504         __SETPAGEFLAG(SwapBacked, swapbacked, PF_NO_TAIL)
505
506 /*
507  * Private page markings that may be used by the filesystem that owns the page
508  * for its own purposes.
509  * - PG_private and PG_private_2 cause release_folio() and co to be invoked
510  */
511 PAGEFLAG(Private, private, PF_ANY)
512 PAGEFLAG(Private2, private_2, PF_ANY) TESTSCFLAG(Private2, private_2, PF_ANY)
513 PAGEFLAG(OwnerPriv1, owner_priv_1, PF_ANY)
514         TESTCLEARFLAG(OwnerPriv1, owner_priv_1, PF_ANY)
515
516 /*
517  * Only test-and-set exist for PG_writeback.  The unconditional operators are
518  * risky: they bypass page accounting.
519  */
520 TESTPAGEFLAG(Writeback, writeback, PF_NO_TAIL)
521         TESTSCFLAG(Writeback, writeback, PF_NO_TAIL)
522 PAGEFLAG(MappedToDisk, mappedtodisk, PF_NO_TAIL)
523
524 /* PG_readahead is only used for reads; PG_reclaim is only for writes */
525 PAGEFLAG(Reclaim, reclaim, PF_NO_TAIL)
526         TESTCLEARFLAG(Reclaim, reclaim, PF_NO_TAIL)
527 PAGEFLAG(Readahead, readahead, PF_NO_COMPOUND)
528         TESTCLEARFLAG(Readahead, readahead, PF_NO_COMPOUND)
529
530 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
531 /*
532  * Must use a macro here due to header dependency issues. page_zone() is not
533  * available at this point.
534  */
535 #define PageHighMem(__p) is_highmem_idx(page_zonenum(__p))
536 #else
537 PAGEFLAG_FALSE(HighMem, highmem)
538 #endif
539
540 #ifdef CONFIG_SWAP
541 static __always_inline bool folio_test_swapcache(struct folio *folio)
542 {
543         return folio_test_swapbacked(folio) &&
544                         test_bit(PG_swapcache, folio_flags(folio, 0));
545 }
546
547 static __always_inline bool PageSwapCache(struct page *page)
548 {
549         return folio_test_swapcache(page_folio(page));
550 }
551
552 SETPAGEFLAG(SwapCache, swapcache, PF_NO_TAIL)
553 CLEARPAGEFLAG(SwapCache, swapcache, PF_NO_TAIL)
554 #else
555 PAGEFLAG_FALSE(SwapCache, swapcache)
556 #endif
557
558 PAGEFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
559         __CLEARPAGEFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
560         TESTCLEARFLAG(Unevictable, unevictable, PF_HEAD)
561
562 #ifdef CONFIG_MMU
563 PAGEFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
564         __CLEARPAGEFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
565         TESTSCFLAG(Mlocked, mlocked, PF_NO_TAIL)
566 #else
567 PAGEFLAG_FALSE(Mlocked, mlocked) __CLEARPAGEFLAG_NOOP(Mlocked, mlocked)
568         TESTSCFLAG_FALSE(Mlocked, mlocked)
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_PG_UNCACHED
572 PAGEFLAG(Uncached, uncached, PF_NO_COMPOUND)
573 #else
574 PAGEFLAG_FALSE(Uncached, uncached)
575 #endif
576
577 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
578 PAGEFLAG(HWPoison, hwpoison, PF_ANY)
579 TESTSCFLAG(HWPoison, hwpoison, PF_ANY)
580 #define __PG_HWPOISON (1UL << PG_hwpoison)
581 #define MAGIC_HWPOISON  0x48575053U     /* HWPS */
582 extern void SetPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
583 extern void ClearPageHWPoisonTakenOff(struct page *page);
584 extern bool take_page_off_buddy(struct page *page);
585 extern bool put_page_back_buddy(struct page *page);
586 #else
587 PAGEFLAG_FALSE(HWPoison, hwpoison)
588 #define __PG_HWPOISON 0
589 #endif
590
591 #if defined(CONFIG_PAGE_IDLE_FLAG) && defined(CONFIG_64BIT)
592 TESTPAGEFLAG(Young, young, PF_ANY)
593 SETPAGEFLAG(Young, young, PF_ANY)
594 TESTCLEARFLAG(Young, young, PF_ANY)
595 PAGEFLAG(Idle, idle, PF_ANY)
596 #endif
597
598 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
599 PAGEFLAG(SkipKASanPoison, skip_kasan_poison, PF_HEAD)
600 #else
601 PAGEFLAG_FALSE(SkipKASanPoison, skip_kasan_poison)
602 #endif
603
604 /*
605  * PageReported() is used to track reported free pages within the Buddy
606  * allocator. We can use the non-atomic version of the test and set
607  * operations as both should be shielded with the zone lock to prevent
608  * any possible races on the setting or clearing of the bit.
609  */
610 __PAGEFLAG(Reported, reported, PF_NO_COMPOUND)
611
612 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
613 PAGEFLAG(VmemmapSelfHosted, vmemmap_self_hosted, PF_ANY)
614 #else
615 PAGEFLAG_FALSE(VmemmapSelfHosted, vmemmap_self_hosted)
616 #endif
617
618 /*
619  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
620  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
621  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
622  *
623  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
624  * the PAGE_MAPPING_MOVABLE bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON
625  * bit; and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
626  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
627  *
628  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is used for non-lru movable
629  * page and then page->mapping points to a struct movable_operations.
630  *
631  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
632  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
633  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
634  *
635  * For slab pages, since slab reuses the bits in struct page to store its
636  * internal states, the page->mapping does not exist as such, nor do these
637  * flags below.  So in order to avoid testing non-existent bits, please
638  * make sure that PageSlab(page) actually evaluates to false before calling
639  * the following functions (e.g., PageAnon).  See mm/slab.h.
640  */
641 #define PAGE_MAPPING_ANON       0x1
642 #define PAGE_MAPPING_MOVABLE    0x2
643 #define PAGE_MAPPING_KSM        (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_MOVABLE)
644 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_MOVABLE)
645
646 /*
647  * Different with flags above, this flag is used only for fsdax mode.  It
648  * indicates that this page->mapping is now under reflink case.
649  */
650 #define PAGE_MAPPING_DAX_COW    0x1
651
652 static __always_inline bool folio_mapping_flags(struct folio *folio)
653 {
654         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != 0;
655 }
656
657 static __always_inline int PageMappingFlags(struct page *page)
658 {
659         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != 0;
660 }
661
662 static __always_inline bool folio_test_anon(struct folio *folio)
663 {
664         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
665 }
666
667 static __always_inline bool PageAnon(struct page *page)
668 {
669         return folio_test_anon(page_folio(page));
670 }
671
672 static __always_inline bool __folio_test_movable(const struct folio *folio)
673 {
674         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) ==
675                         PAGE_MAPPING_MOVABLE;
676 }
677
678 static __always_inline int __PageMovable(struct page *page)
679 {
680         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) ==
681                                 PAGE_MAPPING_MOVABLE;
682 }
683
684 #ifdef CONFIG_KSM
685 /*
686  * A KSM page is one of those write-protected "shared pages" or "merged pages"
687  * which KSM maps into multiple mms, wherever identical anonymous page content
688  * is found in VM_MERGEABLE vmas.  It's a PageAnon page, pointing not to any
689  * anon_vma, but to that page's node of the stable tree.
690  */
691 static __always_inline bool folio_test_ksm(struct folio *folio)
692 {
693         return ((unsigned long)folio->mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) ==
694                                 PAGE_MAPPING_KSM;
695 }
696
697 static __always_inline bool PageKsm(struct page *page)
698 {
699         return folio_test_ksm(page_folio(page));
700 }
701 #else
702 TESTPAGEFLAG_FALSE(Ksm, ksm)
703 #endif
704
705 u64 stable_page_flags(struct page *page);
706
707 /**
708  * folio_test_uptodate - Is this folio up to date?
709  * @folio: The folio.
710  *
711  * The uptodate flag is set on a folio when every byte in the folio is
712  * at least as new as the corresponding bytes on storage.  Anonymous
713  * and CoW folios are always uptodate.  If the folio is not uptodate,
714  * some of the bytes in it may be; see the is_partially_uptodate()
715  * address_space operation.
716  */
717 static inline bool folio_test_uptodate(struct folio *folio)
718 {
719         bool ret = test_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
720         /*
721          * Must ensure that the data we read out of the folio is loaded
722          * _after_ we've loaded folio->flags to check the uptodate bit.
723          * We can skip the barrier if the folio is not uptodate, because
724          * we wouldn't be reading anything from it.
725          *
726          * See folio_mark_uptodate() for the other side of the story.
727          */
728         if (ret)
729                 smp_rmb();
730
731         return ret;
732 }
733
734 static inline int PageUptodate(struct page *page)
735 {
736         return folio_test_uptodate(page_folio(page));
737 }
738
739 static __always_inline void __folio_mark_uptodate(struct folio *folio)
740 {
741         smp_wmb();
742         __set_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
743 }
744
745 static __always_inline void folio_mark_uptodate(struct folio *folio)
746 {
747         /*
748          * Memory barrier must be issued before setting the PG_uptodate bit,
749          * so that all previous stores issued in order to bring the folio
750          * uptodate are actually visible before folio_test_uptodate becomes true.
751          */
752         smp_wmb();
753         set_bit(PG_uptodate, folio_flags(folio, 0));
754 }
755
756 static __always_inline void __SetPageUptodate(struct page *page)
757 {
758         __folio_mark_uptodate((struct folio *)page);
759 }
760
761 static __always_inline void SetPageUptodate(struct page *page)
762 {
763         folio_mark_uptodate((struct folio *)page);
764 }
765
766 CLEARPAGEFLAG(Uptodate, uptodate, PF_NO_TAIL)
767
768 bool __folio_start_writeback(struct folio *folio, bool keep_write);
769 bool set_page_writeback(struct page *page);
770
771 #define folio_start_writeback(folio)                    \
772         __folio_start_writeback(folio, false)
773 #define folio_start_writeback_keepwrite(folio)  \
774         __folio_start_writeback(folio, true)
775
776 static inline void set_page_writeback_keepwrite(struct page *page)
777 {
778         folio_start_writeback_keepwrite(page_folio(page));
779 }
780
781 static inline bool test_set_page_writeback(struct page *page)
782 {
783         return set_page_writeback(page);
784 }
785
786 static __always_inline bool folio_test_head(struct folio *folio)
787 {
788         return test_bit(PG_head, folio_flags(folio, FOLIO_PF_ANY));
789 }
790
791 static __always_inline int PageHead(struct page *page)
792 {
793         PF_POISONED_CHECK(page);
794         return test_bit(PG_head, &page->flags) && !page_is_fake_head(page);
795 }
796
797 __SETPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
798 __CLEARPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
799 CLEARPAGEFLAG(Head, head, PF_ANY)
800
801 /**
802  * folio_test_large() - Does this folio contain more than one page?
803  * @folio: The folio to test.
804  *
805  * Return: True if the folio is larger than one page.
806  */
807 static inline bool folio_test_large(struct folio *folio)
808 {
809         return folio_test_head(folio);
810 }
811
812 static __always_inline void set_compound_head(struct page *page, struct page *head)
813 {
814         WRITE_ONCE(page->compound_head, (unsigned long)head + 1);
815 }
816
817 static __always_inline void clear_compound_head(struct page *page)
818 {
819         WRITE_ONCE(page->compound_head, 0);
820 }
821
822 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
823 static inline void ClearPageCompound(struct page *page)
824 {
825         BUG_ON(!PageHead(page));
826         ClearPageHead(page);
827 }
828 #endif
829
830 #define PG_head_mask ((1UL << PG_head))
831
832 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
833 int PageHuge(struct page *page);
834 int PageHeadHuge(struct page *page);
835 static inline bool folio_test_hugetlb(struct folio *folio)
836 {
837         return PageHeadHuge(&folio->page);
838 }
839 #else
840 TESTPAGEFLAG_FALSE(Huge, hugetlb)
841 TESTPAGEFLAG_FALSE(HeadHuge, headhuge)
842 #endif
843
844 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
845 /*
846  * PageHuge() only returns true for hugetlbfs pages, but not for
847  * normal or transparent huge pages.
848  *
849  * PageTransHuge() returns true for both transparent huge and
850  * hugetlbfs pages, but not normal pages. PageTransHuge() can only be
851  * called only in the core VM paths where hugetlbfs pages can't exist.
852  */
853 static inline int PageTransHuge(struct page *page)
854 {
855         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
856         return PageHead(page);
857 }
858
859 static inline bool folio_test_transhuge(struct folio *folio)
860 {
861         return folio_test_head(folio);
862 }
863
864 /*
865  * PageTransCompound returns true for both transparent huge pages
866  * and hugetlbfs pages, so it should only be called when it's known
867  * that hugetlbfs pages aren't involved.
868  */
869 static inline int PageTransCompound(struct page *page)
870 {
871         return PageCompound(page);
872 }
873
874 /*
875  * PageTransTail returns true for both transparent huge pages
876  * and hugetlbfs pages, so it should only be called when it's known
877  * that hugetlbfs pages aren't involved.
878  */
879 static inline int PageTransTail(struct page *page)
880 {
881         return PageTail(page);
882 }
883
884 /*
885  * PageDoubleMap indicates that the compound page is mapped with PTEs as well
886  * as PMDs.
887  *
888  * This is required for optimization of rmap operations for THP: we can postpone
889  * per small page mapcount accounting (and its overhead from atomic operations)
890  * until the first PMD split.
891  *
892  * For the page PageDoubleMap means ->_mapcount in all sub-pages is offset up
893  * by one. This reference will go away with last compound_mapcount.
894  *
895  * See also __split_huge_pmd_locked() and page_remove_anon_compound_rmap().
896  */
897 PAGEFLAG(DoubleMap, double_map, PF_SECOND)
898         TESTSCFLAG(DoubleMap, double_map, PF_SECOND)
899 #else
900 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransHuge, transhuge)
901 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransCompound, transcompound)
902 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransCompoundMap, transcompoundmap)
903 TESTPAGEFLAG_FALSE(TransTail, transtail)
904 PAGEFLAG_FALSE(DoubleMap, double_map)
905         TESTSCFLAG_FALSE(DoubleMap, double_map)
906 #endif
907
908 #if defined(CONFIG_MEMORY_FAILURE) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
909 /*
910  * PageHasHWPoisoned indicates that at least one subpage is hwpoisoned in the
911  * compound page.
912  *
913  * This flag is set by hwpoison handler.  Cleared by THP split or free page.
914  */
915 PAGEFLAG(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned, PF_SECOND)
916         TESTSCFLAG(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned, PF_SECOND)
917 #else
918 PAGEFLAG_FALSE(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned)
919         TESTSCFLAG_FALSE(HasHWPoisoned, has_hwpoisoned)
920 #endif
921
922 /*
923  * Check if a page is currently marked HWPoisoned. Note that this check is
924  * best effort only and inherently racy: there is no way to synchronize with
925  * failing hardware.
926  */
927 static inline bool is_page_hwpoison(struct page *page)
928 {
929         if (PageHWPoison(page))
930                 return true;
931         return PageHuge(page) && PageHWPoison(compound_head(page));
932 }
933
934 /*
935  * For pages that are never mapped to userspace (and aren't PageSlab),
936  * page_type may be used.  Because it is initialised to -1, we invert the
937  * sense of the bit, so __SetPageFoo *clears* the bit used for PageFoo, and
938  * __ClearPageFoo *sets* the bit used for PageFoo.  We reserve a few high and
939  * low bits so that an underflow or overflow of page_mapcount() won't be
940  * mistaken for a page type value.
941  */
942
943 #define PAGE_TYPE_BASE  0xf0000000
944 /* Reserve              0x0000007f to catch underflows of page_mapcount */
945 #define PAGE_MAPCOUNT_RESERVE   -128
946 #define PG_buddy        0x00000080
947 #define PG_offline      0x00000100
948 #define PG_table        0x00000200
949 #define PG_guard        0x00000400
950
951 #define PageType(page, flag)                                            \
952         ((page->page_type & (PAGE_TYPE_BASE | flag)) == PAGE_TYPE_BASE)
953
954 static inline int page_has_type(struct page *page)
955 {
956         return (int)page->page_type < PAGE_MAPCOUNT_RESERVE;
957 }
958
959 #define PAGE_TYPE_OPS(uname, lname)                                     \
960 static __always_inline int Page##uname(struct page *page)               \
961 {                                                                       \
962         return PageType(page, PG_##lname);                              \
963 }                                                                       \
964 static __always_inline void __SetPage##uname(struct page *page)         \
965 {                                                                       \
966         VM_BUG_ON_PAGE(!PageType(page, 0), page);                       \
967         page->page_type &= ~PG_##lname;                                 \
968 }                                                                       \
969 static __always_inline void __ClearPage##uname(struct page *page)       \
970 {                                                                       \
971         VM_BUG_ON_PAGE(!Page##uname(page), page);                       \
972         page->page_type |= PG_##lname;                                  \
973 }
974
975 /*
976  * PageBuddy() indicates that the page is free and in the buddy system
977  * (see mm/page_alloc.c).
978  */
979 PAGE_TYPE_OPS(Buddy, buddy)
980
981 /*
982  * PageOffline() indicates that the page is logically offline although the
983  * containing section is online. (e.g. inflated in a balloon driver or
984  * not onlined when onlining the section).
985  * The content of these pages is effectively stale. Such pages should not
986  * be touched (read/write/dump/save) except by their owner.
987  *
988  * If a driver wants to allow to offline unmovable PageOffline() pages without
989  * putting them back to the buddy, it can do so via the memory notifier by
990  * decrementing the reference count in MEM_GOING_OFFLINE and incrementing the
991  * reference count in MEM_CANCEL_OFFLINE. When offlining, the PageOffline()
992  * pages (now with a reference count of zero) are treated like free pages,
993  * allowing the containing memory block to get offlined. A driver that
994  * relies on this feature is aware that re-onlining the memory block will
995  * require to re-set the pages PageOffline() and not giving them to the
996  * buddy via online_page_callback_t.
997  *
998  * There are drivers that mark a page PageOffline() and expect there won't be
999  * any further access to page content. PFN walkers that read content of random
1000  * pages should check PageOffline() and synchronize with such drivers using
1001  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw().
1002  */
1003 PAGE_TYPE_OPS(Offline, offline)
1004
1005 extern void page_offline_freeze(void);
1006 extern void page_offline_thaw(void);
1007 extern void page_offline_begin(void);
1008 extern void page_offline_end(void);
1009
1010 /*
1011  * Marks pages in use as page tables.
1012  */
1013 PAGE_TYPE_OPS(Table, table)
1014
1015 /*
1016  * Marks guardpages used with debug_pagealloc.
1017  */
1018 PAGE_TYPE_OPS(Guard, guard)
1019
1020 extern bool is_free_buddy_page(struct page *page);
1021
1022 PAGEFLAG(Isolated, isolated, PF_ANY);
1023
1024 static __always_inline int PageAnonExclusive(struct page *page)
1025 {
1026         VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageAnon(page), page);
1027         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageHuge(page) && !PageHead(page), page);
1028         return test_bit(PG_anon_exclusive, &PF_ANY(page, 1)->flags);
1029 }
1030
1031 static __always_inline void SetPageAnonExclusive(struct page *page)
1032 {
1033         VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageAnon(page) || PageKsm(page), page);
1034         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageHuge(page) && !PageHead(page), page);
1035         set_bit(PG_anon_exclusive, &PF_ANY(page, 1)->flags);
1036 }
1037
1038 static __always_inline void ClearPageAnonExclusive(struct page *page)
1039 {
1040         VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageAnon(page) || PageKsm(page), page);
1041         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageHuge(page) && !PageHead(page), page);
1042         clear_bit(PG_anon_exclusive, &PF_ANY(page, 1)->flags);
1043 }
1044
1045 static __always_inline void __ClearPageAnonExclusive(struct page *page)
1046 {
1047         VM_BUG_ON_PGFLAGS(!PageAnon(page), page);
1048         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageHuge(page) && !PageHead(page), page);
1049         __clear_bit(PG_anon_exclusive, &PF_ANY(page, 1)->flags);
1050 }
1051
1052 #ifdef CONFIG_MMU
1053 #define __PG_MLOCKED            (1UL << PG_mlocked)
1054 #else
1055 #define __PG_MLOCKED            0
1056 #endif
1057
1058 /*
1059  * Flags checked when a page is freed.  Pages being freed should not have
1060  * these flags set.  If they are, there is a problem.
1061  */
1062 #define PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE                                \
1063         (1UL << PG_lru          | 1UL << PG_locked      |       \
1064          1UL << PG_private      | 1UL << PG_private_2   |       \
1065          1UL << PG_writeback    | 1UL << PG_reserved    |       \
1066          1UL << PG_slab         | 1UL << PG_active      |       \
1067          1UL << PG_unevictable  | __PG_MLOCKED | LRU_GEN_MASK)
1068
1069 /*
1070  * Flags checked when a page is prepped for return by the page allocator.
1071  * Pages being prepped should not have these flags set.  If they are set,
1072  * there has been a kernel bug or struct page corruption.
1073  *
1074  * __PG_HWPOISON is exceptional because it needs to be kept beyond page's
1075  * alloc-free cycle to prevent from reusing the page.
1076  */
1077 #define PAGE_FLAGS_CHECK_AT_PREP        \
1078         ((PAGEFLAGS_MASK & ~__PG_HWPOISON) | LRU_GEN_MASK | LRU_REFS_MASK)
1079
1080 #define PAGE_FLAGS_PRIVATE                              \
1081         (1UL << PG_private | 1UL << PG_private_2)
1082 /**
1083  * page_has_private - Determine if page has private stuff
1084  * @page: The page to be checked
1085  *
1086  * Determine if a page has private stuff, indicating that release routines
1087  * should be invoked upon it.
1088  */
1089 static inline int page_has_private(struct page *page)
1090 {
1091         return !!(page->flags & PAGE_FLAGS_PRIVATE);
1092 }
1093
1094 static inline bool folio_has_private(struct folio *folio)
1095 {
1096         return page_has_private(&folio->page);
1097 }
1098
1099 #undef PF_ANY
1100 #undef PF_HEAD
1101 #undef PF_ONLY_HEAD
1102 #undef PF_NO_TAIL
1103 #undef PF_NO_COMPOUND
1104 #undef PF_SECOND
1105 #endif /* !__GENERATING_BOUNDS_H */
1106
1107 #endif  /* PAGE_FLAGS_H */