721ed07d7fd6f1cfa9f8b4914369272e51a52298
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / internal.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 /* internal.h: mm/ internal definitions
3  *
4  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
6  */
7 #ifndef __MM_INTERNAL_H
8 #define __MM_INTERNAL_H
9
10 #include <linux/fs.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/rmap.h>
14 #include <linux/tracepoint-defs.h>
15
16 struct folio_batch;
17
18 /*
19  * The set of flags that only affect watermark checking and reclaim
20  * behaviour. This is used by the MM to obey the caller constraints
21  * about IO, FS and watermark checking while ignoring placement
22  * hints such as HIGHMEM usage.
23  */
24 #define GFP_RECLAIM_MASK (__GFP_RECLAIM|__GFP_HIGH|__GFP_IO|__GFP_FS|\
25                         __GFP_NOWARN|__GFP_RETRY_MAYFAIL|__GFP_NOFAIL|\
26                         __GFP_NORETRY|__GFP_MEMALLOC|__GFP_NOMEMALLOC|\
27                         __GFP_NOLOCKDEP)
28
29 /* The GFP flags allowed during early boot */
30 #define GFP_BOOT_MASK (__GFP_BITS_MASK & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_IO|__GFP_FS))
31
32 /* Control allocation cpuset and node placement constraints */
33 #define GFP_CONSTRAINT_MASK (__GFP_HARDWALL|__GFP_THISNODE)
34
35 /* Do not use these with a slab allocator */
36 #define GFP_SLAB_BUG_MASK (__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM|~__GFP_BITS_MASK)
37
38 /*
39  * Different from WARN_ON_ONCE(), no warning will be issued
40  * when we specify __GFP_NOWARN.
41  */
42 #define WARN_ON_ONCE_GFP(cond, gfp)     ({                              \
43         static bool __section(".data.once") __warned;                   \
44         int __ret_warn_once = !!(cond);                                 \
45                                                                         \
46         if (unlikely(!(gfp & __GFP_NOWARN) && __ret_warn_once && !__warned)) { \
47                 __warned = true;                                        \
48                 WARN_ON(1);                                             \
49         }                                                               \
50         unlikely(__ret_warn_once);                                      \
51 })
52
53 void page_writeback_init(void);
54
55 /*
56  * If a 16GB hugetlb folio were mapped by PTEs of all of its 4kB pages,
57  * its nr_pages_mapped would be 0x400000: choose the COMPOUND_MAPPED bit
58  * above that range, instead of 2*(PMD_SIZE/PAGE_SIZE).  Hugetlb currently
59  * leaves nr_pages_mapped at 0, but avoid surprise if it participates later.
60  */
61 #define COMPOUND_MAPPED         0x800000
62 #define FOLIO_PAGES_MAPPED      (COMPOUND_MAPPED - 1)
63
64 /*
65  * Flags passed to __show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
66  * various contexts.
67  */
68 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
69
70 /*
71  * How many individual pages have an elevated _mapcount.  Excludes
72  * the folio's entire_mapcount.
73  */
74 static inline int folio_nr_pages_mapped(struct folio *folio)
75 {
76         return atomic_read(&folio->_nr_pages_mapped) & FOLIO_PAGES_MAPPED;
77 }
78
79 static inline void *folio_raw_mapping(struct folio *folio)
80 {
81         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
82
83         return (void *)(mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
84 }
85
86 void __acct_reclaim_writeback(pg_data_t *pgdat, struct folio *folio,
87                                                 int nr_throttled);
88 static inline void acct_reclaim_writeback(struct folio *folio)
89 {
90         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
91         int nr_throttled = atomic_read(&pgdat->nr_writeback_throttled);
92
93         if (nr_throttled)
94                 __acct_reclaim_writeback(pgdat, folio, nr_throttled);
95 }
96
97 static inline void wake_throttle_isolated(pg_data_t *pgdat)
98 {
99         wait_queue_head_t *wqh;
100
101         wqh = &pgdat->reclaim_wait[VMSCAN_THROTTLE_ISOLATED];
102         if (waitqueue_active(wqh))
103                 wake_up(wqh);
104 }
105
106 vm_fault_t do_swap_page(struct vm_fault *vmf);
107 void folio_rotate_reclaimable(struct folio *folio);
108 bool __folio_end_writeback(struct folio *folio);
109 void deactivate_file_folio(struct folio *folio);
110 void folio_activate(struct folio *folio);
111
112 void free_pgtables(struct mmu_gather *tlb, struct maple_tree *mt,
113                    struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long floor,
114                    unsigned long ceiling, bool mm_wr_locked);
115 void pmd_install(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, pgtable_t *pte);
116
117 struct zap_details;
118 void unmap_page_range(struct mmu_gather *tlb,
119                              struct vm_area_struct *vma,
120                              unsigned long addr, unsigned long end,
121                              struct zap_details *details);
122
123 void page_cache_ra_order(struct readahead_control *, struct file_ra_state *,
124                 unsigned int order);
125 void force_page_cache_ra(struct readahead_control *, unsigned long nr);
126 static inline void force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
127                 struct file *file, pgoff_t index, unsigned long nr_to_read)
128 {
129         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, index);
130         force_page_cache_ra(&ractl, nr_to_read);
131 }
132
133 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
134                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
135 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
136                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices);
137 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
138 int truncate_inode_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio);
139 bool truncate_inode_partial_folio(struct folio *folio, loff_t start,
140                 loff_t end);
141 long invalidate_inode_page(struct page *page);
142 unsigned long mapping_try_invalidate(struct address_space *mapping,
143                 pgoff_t start, pgoff_t end, unsigned long *nr_failed);
144
145 /**
146  * folio_evictable - Test whether a folio is evictable.
147  * @folio: The folio to test.
148  *
149  * Test whether @folio is evictable -- i.e., should be placed on
150  * active/inactive lists vs unevictable list.
151  *
152  * Reasons folio might not be evictable:
153  * 1. folio's mapping marked unevictable
154  * 2. One of the pages in the folio is part of an mlocked VMA
155  */
156 static inline bool folio_evictable(struct folio *folio)
157 {
158         bool ret;
159
160         /* Prevent address_space of inode and swap cache from being freed */
161         rcu_read_lock();
162         ret = !mapping_unevictable(folio_mapping(folio)) &&
163                         !folio_test_mlocked(folio);
164         rcu_read_unlock();
165         return ret;
166 }
167
168 /*
169  * Turn a non-refcounted page (->_refcount == 0) into refcounted with
170  * a count of one.
171  */
172 static inline void set_page_refcounted(struct page *page)
173 {
174         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
175         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page), page);
176         set_page_count(page, 1);
177 }
178
179 extern unsigned long highest_memmap_pfn;
180
181 /*
182  * Maximum number of reclaim retries without progress before the OOM
183  * killer is consider the only way forward.
184  */
185 #define MAX_RECLAIM_RETRIES 16
186
187 /*
188  * in mm/vmscan.c:
189  */
190 bool isolate_lru_page(struct page *page);
191 bool folio_isolate_lru(struct folio *folio);
192 void putback_lru_page(struct page *page);
193 void folio_putback_lru(struct folio *folio);
194 extern void reclaim_throttle(pg_data_t *pgdat, enum vmscan_throttle_state reason);
195
196 /*
197  * in mm/rmap.c:
198  */
199 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
200
201 /*
202  * in mm/page_alloc.c
203  */
204 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
205
206 extern char * const zone_names[MAX_NR_ZONES];
207
208 /* perform sanity checks on struct pages being allocated or freed */
209 DECLARE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_DEBUG_VM, check_pages_enabled);
210
211 extern int min_free_kbytes;
212
213 void setup_per_zone_wmarks(void);
214 void calculate_min_free_kbytes(void);
215 int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
216 void page_alloc_sysctl_init(void);
217
218 /*
219  * Structure for holding the mostly immutable allocation parameters passed
220  * between functions involved in allocations, including the alloc_pages*
221  * family of functions.
222  *
223  * nodemask, migratetype and highest_zoneidx are initialized only once in
224  * __alloc_pages() and then never change.
225  *
226  * zonelist, preferred_zone and highest_zoneidx are set first in
227  * __alloc_pages() for the fast path, and might be later changed
228  * in __alloc_pages_slowpath(). All other functions pass the whole structure
229  * by a const pointer.
230  */
231 struct alloc_context {
232         struct zonelist *zonelist;
233         nodemask_t *nodemask;
234         struct zoneref *preferred_zoneref;
235         int migratetype;
236
237         /*
238          * highest_zoneidx represents highest usable zone index of
239          * the allocation request. Due to the nature of the zone,
240          * memory on lower zone than the highest_zoneidx will be
241          * protected by lowmem_reserve[highest_zoneidx].
242          *
243          * highest_zoneidx is also used by reclaim/compaction to limit
244          * the target zone since higher zone than this index cannot be
245          * usable for this allocation request.
246          */
247         enum zone_type highest_zoneidx;
248         bool spread_dirty_pages;
249 };
250
251 /*
252  * This function returns the order of a free page in the buddy system. In
253  * general, page_zone(page)->lock must be held by the caller to prevent the
254  * page from being allocated in parallel and returning garbage as the order.
255  * If a caller does not hold page_zone(page)->lock, it must guarantee that the
256  * page cannot be allocated or merged in parallel. Alternatively, it must
257  * handle invalid values gracefully, and use buddy_order_unsafe() below.
258  */
259 static inline unsigned int buddy_order(struct page *page)
260 {
261         /* PageBuddy() must be checked by the caller */
262         return page_private(page);
263 }
264
265 /*
266  * Like buddy_order(), but for callers who cannot afford to hold the zone lock.
267  * PageBuddy() should be checked first by the caller to minimize race window,
268  * and invalid values must be handled gracefully.
269  *
270  * READ_ONCE is used so that if the caller assigns the result into a local
271  * variable and e.g. tests it for valid range before using, the compiler cannot
272  * decide to remove the variable and inline the page_private(page) multiple
273  * times, potentially observing different values in the tests and the actual
274  * use of the result.
275  */
276 #define buddy_order_unsafe(page)        READ_ONCE(page_private(page))
277
278 /*
279  * This function checks whether a page is free && is the buddy
280  * we can coalesce a page and its buddy if
281  * (a) the buddy is not in a hole (check before calling!) &&
282  * (b) the buddy is in the buddy system &&
283  * (c) a page and its buddy have the same order &&
284  * (d) a page and its buddy are in the same zone.
285  *
286  * For recording whether a page is in the buddy system, we set PageBuddy.
287  * Setting, clearing, and testing PageBuddy is serialized by zone->lock.
288  *
289  * For recording page's order, we use page_private(page).
290  */
291 static inline bool page_is_buddy(struct page *page, struct page *buddy,
292                                  unsigned int order)
293 {
294         if (!page_is_guard(buddy) && !PageBuddy(buddy))
295                 return false;
296
297         if (buddy_order(buddy) != order)
298                 return false;
299
300         /*
301          * zone check is done late to avoid uselessly calculating
302          * zone/node ids for pages that could never merge.
303          */
304         if (page_zone_id(page) != page_zone_id(buddy))
305                 return false;
306
307         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(buddy) != 0, buddy);
308
309         return true;
310 }
311
312 /*
313  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
314  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
315  *
316  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
317  * the following equation:
318  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
319  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
320  * 1 buddy is #10:
321  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
322  *
323  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
324  * satisfies the following equation:
325  *     P = B & ~(1 << O)
326  *
327  * Assumption: *_mem_map is contiguous at least up to MAX_ORDER
328  */
329 static inline unsigned long
330 __find_buddy_pfn(unsigned long page_pfn, unsigned int order)
331 {
332         return page_pfn ^ (1 << order);
333 }
334
335 /*
336  * Find the buddy of @page and validate it.
337  * @page: The input page
338  * @pfn: The pfn of the page, it saves a call to page_to_pfn() when the
339  *       function is used in the performance-critical __free_one_page().
340  * @order: The order of the page
341  * @buddy_pfn: The output pointer to the buddy pfn, it also saves a call to
342  *             page_to_pfn().
343  *
344  * The found buddy can be a non PageBuddy, out of @page's zone, or its order is
345  * not the same as @page. The validation is necessary before use it.
346  *
347  * Return: the found buddy page or NULL if not found.
348  */
349 static inline struct page *find_buddy_page_pfn(struct page *page,
350                         unsigned long pfn, unsigned int order, unsigned long *buddy_pfn)
351 {
352         unsigned long __buddy_pfn = __find_buddy_pfn(pfn, order);
353         struct page *buddy;
354
355         buddy = page + (__buddy_pfn - pfn);
356         if (buddy_pfn)
357                 *buddy_pfn = __buddy_pfn;
358
359         if (page_is_buddy(page, buddy, order))
360                 return buddy;
361         return NULL;
362 }
363
364 extern struct page *__pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
365                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone);
366
367 static inline struct page *pageblock_pfn_to_page(unsigned long start_pfn,
368                                 unsigned long end_pfn, struct zone *zone)
369 {
370         if (zone->contiguous)
371                 return pfn_to_page(start_pfn);
372
373         return __pageblock_pfn_to_page(start_pfn, end_pfn, zone);
374 }
375
376 void set_zone_contiguous(struct zone *zone);
377
378 static inline void clear_zone_contiguous(struct zone *zone)
379 {
380         zone->contiguous = false;
381 }
382
383 extern int __isolate_free_page(struct page *page, unsigned int order);
384 extern void __putback_isolated_page(struct page *page, unsigned int order,
385                                     int mt);
386 extern void memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
387                                         unsigned int order);
388 extern void __free_pages_core(struct page *page, unsigned int order);
389
390 /*
391  * This will have no effect, other than possibly generating a warning, if the
392  * caller passes in a non-large folio.
393  */
394 static inline void folio_set_order(struct folio *folio, unsigned int order)
395 {
396         if (WARN_ON_ONCE(!order || !folio_test_large(folio)))
397                 return;
398
399         folio->_folio_order = order;
400 #ifdef CONFIG_64BIT
401         folio->_folio_nr_pages = 1U << order;
402 #endif
403 }
404
405 static inline void prep_compound_head(struct page *page, unsigned int order)
406 {
407         struct folio *folio = (struct folio *)page;
408
409         folio_set_compound_dtor(folio, COMPOUND_PAGE_DTOR);
410         folio_set_order(folio, order);
411         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, -1);
412         atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, 0);
413         atomic_set(&folio->_pincount, 0);
414 }
415
416 static inline void prep_compound_tail(struct page *head, int tail_idx)
417 {
418         struct page *p = head + tail_idx;
419
420         p->mapping = TAIL_MAPPING;
421         set_compound_head(p, head);
422         set_page_private(p, 0);
423 }
424
425 extern void prep_compound_page(struct page *page, unsigned int order);
426
427 extern void post_alloc_hook(struct page *page, unsigned int order,
428                                         gfp_t gfp_flags);
429 extern int user_min_free_kbytes;
430
431 extern void free_unref_page(struct page *page, unsigned int order);
432 extern void free_unref_page_list(struct list_head *list);
433
434 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
435 extern void zone_pcp_disable(struct zone *zone);
436 extern void zone_pcp_enable(struct zone *zone);
437 extern void zone_pcp_init(struct zone *zone);
438
439 extern void *memmap_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
440                           phys_addr_t min_addr,
441                           int nid, bool exact_nid);
442
443 void memmap_init_range(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
444                 unsigned long, enum meminit_context, struct vmem_altmap *, int);
445
446
447 int split_free_page(struct page *free_page,
448                         unsigned int order, unsigned long split_pfn_offset);
449
450 #if defined CONFIG_COMPACTION || defined CONFIG_CMA
451
452 /*
453  * in mm/compaction.c
454  */
455 /*
456  * compact_control is used to track pages being migrated and the free pages
457  * they are being migrated to during memory compaction. The free_pfn starts
458  * at the end of a zone and migrate_pfn begins at the start. Movable pages
459  * are moved to the end of a zone during a compaction run and the run
460  * completes when free_pfn <= migrate_pfn
461  */
462 struct compact_control {
463         struct list_head freepages;     /* List of free pages to migrate to */
464         struct list_head migratepages;  /* List of pages being migrated */
465         unsigned int nr_freepages;      /* Number of isolated free pages */
466         unsigned int nr_migratepages;   /* Number of pages to migrate */
467         unsigned long free_pfn;         /* isolate_freepages search base */
468         /*
469          * Acts as an in/out parameter to page isolation for migration.
470          * isolate_migratepages uses it as a search base.
471          * isolate_migratepages_block will update the value to the next pfn
472          * after the last isolated one.
473          */
474         unsigned long migrate_pfn;
475         unsigned long fast_start_pfn;   /* a pfn to start linear scan from */
476         struct zone *zone;
477         unsigned long total_migrate_scanned;
478         unsigned long total_free_scanned;
479         unsigned short fast_search_fail;/* failures to use free list searches */
480         short search_order;             /* order to start a fast search at */
481         const gfp_t gfp_mask;           /* gfp mask of a direct compactor */
482         int order;                      /* order a direct compactor needs */
483         int migratetype;                /* migratetype of direct compactor */
484         const unsigned int alloc_flags; /* alloc flags of a direct compactor */
485         const int highest_zoneidx;      /* zone index of a direct compactor */
486         enum migrate_mode mode;         /* Async or sync migration mode */
487         bool ignore_skip_hint;          /* Scan blocks even if marked skip */
488         bool no_set_skip_hint;          /* Don't mark blocks for skipping */
489         bool ignore_block_suitable;     /* Scan blocks considered unsuitable */
490         bool direct_compaction;         /* False from kcompactd or /proc/... */
491         bool proactive_compaction;      /* kcompactd proactive compaction */
492         bool whole_zone;                /* Whole zone should/has been scanned */
493         bool contended;                 /* Signal lock contention */
494         bool finish_pageblock;          /* Scan the remainder of a pageblock. Used
495                                          * when there are potentially transient
496                                          * isolation or migration failures to
497                                          * ensure forward progress.
498                                          */
499         bool alloc_contig;              /* alloc_contig_range allocation */
500 };
501
502 /*
503  * Used in direct compaction when a page should be taken from the freelists
504  * immediately when one is created during the free path.
505  */
506 struct capture_control {
507         struct compact_control *cc;
508         struct page *page;
509 };
510
511 unsigned long
512 isolate_freepages_range(struct compact_control *cc,
513                         unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn);
514 int
515 isolate_migratepages_range(struct compact_control *cc,
516                            unsigned long low_pfn, unsigned long end_pfn);
517
518 int __alloc_contig_migrate_range(struct compact_control *cc,
519                                         unsigned long start, unsigned long end);
520
521 /* Free whole pageblock and set its migration type to MIGRATE_CMA. */
522 void init_cma_reserved_pageblock(struct page *page);
523
524 #endif /* CONFIG_COMPACTION || CONFIG_CMA */
525
526 int find_suitable_fallback(struct free_area *area, unsigned int order,
527                         int migratetype, bool only_stealable, bool *can_steal);
528
529 static inline bool free_area_empty(struct free_area *area, int migratetype)
530 {
531         return list_empty(&area->free_list[migratetype]);
532 }
533
534 /*
535  * These three helpers classifies VMAs for virtual memory accounting.
536  */
537
538 /*
539  * Executable code area - executable, not writable, not stack
540  */
541 static inline bool is_exec_mapping(vm_flags_t flags)
542 {
543         return (flags & (VM_EXEC | VM_WRITE | VM_STACK)) == VM_EXEC;
544 }
545
546 /*
547  * Stack area - automatically grows in one direction
548  *
549  * VM_GROWSUP / VM_GROWSDOWN VMAs are always private anonymous:
550  * do_mmap() forbids all other combinations.
551  */
552 static inline bool is_stack_mapping(vm_flags_t flags)
553 {
554         return (flags & VM_STACK) == VM_STACK;
555 }
556
557 /*
558  * Data area - private, writable, not stack
559  */
560 static inline bool is_data_mapping(vm_flags_t flags)
561 {
562         return (flags & (VM_WRITE | VM_SHARED | VM_STACK)) == VM_WRITE;
563 }
564
565 /* mm/util.c */
566 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio);
567
568 #ifdef CONFIG_MMU
569 void unmap_mapping_folio(struct folio *folio);
570 extern long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
571                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked);
572 extern long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
573                                    unsigned long start, unsigned long end,
574                                    bool write, int *locked);
575 extern bool mlock_future_ok(struct mm_struct *mm, unsigned long flags,
576                                unsigned long bytes);
577 /*
578  * mlock_vma_folio() and munlock_vma_folio():
579  * should be called with vma's mmap_lock held for read or write,
580  * under page table lock for the pte/pmd being added or removed.
581  *
582  * mlock is usually called at the end of page_add_*_rmap(), munlock at
583  * the end of page_remove_rmap(); but new anon folios are managed by
584  * folio_add_lru_vma() calling mlock_new_folio().
585  *
586  * @compound is used to include pmd mappings of THPs, but filter out
587  * pte mappings of THPs, which cannot be consistently counted: a pte
588  * mapping of the THP head cannot be distinguished by the page alone.
589  */
590 void mlock_folio(struct folio *folio);
591 static inline void mlock_vma_folio(struct folio *folio,
592                         struct vm_area_struct *vma, bool compound)
593 {
594         /*
595          * The VM_SPECIAL check here serves two purposes.
596          * 1) VM_IO check prevents migration from double-counting during mlock.
597          * 2) Although mmap_region() and mlock_fixup() take care that VM_LOCKED
598          *    is never left set on a VM_SPECIAL vma, there is an interval while
599          *    file->f_op->mmap() is using vm_insert_page(s), when VM_LOCKED may
600          *    still be set while VM_SPECIAL bits are added: so ignore it then.
601          */
602         if (unlikely((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_SPECIAL)) == VM_LOCKED) &&
603             (compound || !folio_test_large(folio)))
604                 mlock_folio(folio);
605 }
606
607 void munlock_folio(struct folio *folio);
608 static inline void munlock_vma_folio(struct folio *folio,
609                         struct vm_area_struct *vma, bool compound)
610 {
611         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_LOCKED) &&
612             (compound || !folio_test_large(folio)))
613                 munlock_folio(folio);
614 }
615
616 void mlock_new_folio(struct folio *folio);
617 bool need_mlock_drain(int cpu);
618 void mlock_drain_local(void);
619 void mlock_drain_remote(int cpu);
620
621 extern pmd_t maybe_pmd_mkwrite(pmd_t pmd, struct vm_area_struct *vma);
622
623 /*
624  * Return the start of user virtual address at the specific offset within
625  * a vma.
626  */
627 static inline unsigned long
628 vma_pgoff_address(pgoff_t pgoff, unsigned long nr_pages,
629                   struct vm_area_struct *vma)
630 {
631         unsigned long address;
632
633         if (pgoff >= vma->vm_pgoff) {
634                 address = vma->vm_start +
635                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
636                 /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
637                 if (address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)
638                         address = -EFAULT;
639         } else if (pgoff + nr_pages - 1 >= vma->vm_pgoff) {
640                 /* Test above avoids possibility of wrap to 0 on 32-bit */
641                 address = vma->vm_start;
642         } else {
643                 address = -EFAULT;
644         }
645         return address;
646 }
647
648 /*
649  * Return the start of user virtual address of a page within a vma.
650  * Returns -EFAULT if all of the page is outside the range of vma.
651  * If page is a compound head, the entire compound page is considered.
652  */
653 static inline unsigned long
654 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
655 {
656         VM_BUG_ON_PAGE(PageKsm(page), page);    /* KSM page->index unusable */
657         return vma_pgoff_address(page_to_pgoff(page), compound_nr(page), vma);
658 }
659
660 /*
661  * Then at what user virtual address will none of the range be found in vma?
662  * Assumes that vma_address() already returned a good starting address.
663  */
664 static inline unsigned long vma_address_end(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
665 {
666         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
667         pgoff_t pgoff;
668         unsigned long address;
669
670         /* Common case, plus ->pgoff is invalid for KSM */
671         if (pvmw->nr_pages == 1)
672                 return pvmw->address + PAGE_SIZE;
673
674         pgoff = pvmw->pgoff + pvmw->nr_pages;
675         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
676         /* Check for address beyond vma (or wrapped through 0?) */
677         if (address < vma->vm_start || address > vma->vm_end)
678                 address = vma->vm_end;
679         return address;
680 }
681
682 static inline struct file *maybe_unlock_mmap_for_io(struct vm_fault *vmf,
683                                                     struct file *fpin)
684 {
685         int flags = vmf->flags;
686
687         if (fpin)
688                 return fpin;
689
690         /*
691          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT means we don't want to wait on page locks or
692          * anything, so we only pin the file and drop the mmap_lock if only
693          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY is set, while this is the first attempt.
694          */
695         if (fault_flag_allow_retry_first(flags) &&
696             !(flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) {
697                 fpin = get_file(vmf->vma->vm_file);
698                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
699         }
700         return fpin;
701 }
702 #else /* !CONFIG_MMU */
703 static inline void unmap_mapping_folio(struct folio *folio) { }
704 static inline void mlock_new_folio(struct folio *folio) { }
705 static inline bool need_mlock_drain(int cpu) { return false; }
706 static inline void mlock_drain_local(void) { }
707 static inline void mlock_drain_remote(int cpu) { }
708 static inline void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end)
709 {
710 }
711 #endif /* !CONFIG_MMU */
712
713 /* Memory initialisation debug and verification */
714 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
715 DECLARE_STATIC_KEY_TRUE(deferred_pages);
716
717 bool __init deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order);
718 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
719
720 enum mminit_level {
721         MMINIT_WARNING,
722         MMINIT_VERIFY,
723         MMINIT_TRACE
724 };
725
726 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
727
728 extern int mminit_loglevel;
729
730 #define mminit_dprintk(level, prefix, fmt, arg...) \
731 do { \
732         if (level < mminit_loglevel) { \
733                 if (level <= MMINIT_WARNING) \
734                         pr_warn("mminit::" prefix " " fmt, ##arg);      \
735                 else \
736                         printk(KERN_DEBUG "mminit::" prefix " " fmt, ##arg); \
737         } \
738 } while (0)
739
740 extern void mminit_verify_pageflags_layout(void);
741 extern void mminit_verify_zonelist(void);
742 #else
743
744 static inline void mminit_dprintk(enum mminit_level level,
745                                 const char *prefix, const char *fmt, ...)
746 {
747 }
748
749 static inline void mminit_verify_pageflags_layout(void)
750 {
751 }
752
753 static inline void mminit_verify_zonelist(void)
754 {
755 }
756 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
757
758 #define NODE_RECLAIM_NOSCAN     -2
759 #define NODE_RECLAIM_FULL       -1
760 #define NODE_RECLAIM_SOME       0
761 #define NODE_RECLAIM_SUCCESS    1
762
763 #ifdef CONFIG_NUMA
764 extern int node_reclaim(struct pglist_data *, gfp_t, unsigned int);
765 extern int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask);
766 #else
767 static inline int node_reclaim(struct pglist_data *pgdat, gfp_t mask,
768                                 unsigned int order)
769 {
770         return NODE_RECLAIM_NOSCAN;
771 }
772 static inline int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
773 {
774         return NUMA_NO_NODE;
775 }
776 #endif
777
778 /*
779  * mm/memory-failure.c
780  */
781 extern int hwpoison_filter(struct page *p);
782
783 extern u32 hwpoison_filter_dev_major;
784 extern u32 hwpoison_filter_dev_minor;
785 extern u64 hwpoison_filter_flags_mask;
786 extern u64 hwpoison_filter_flags_value;
787 extern u64 hwpoison_filter_memcg;
788 extern u32 hwpoison_filter_enable;
789
790 extern unsigned long  __must_check vm_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
791         unsigned long, unsigned long,
792         unsigned long, unsigned long);
793
794 extern void set_pageblock_order(void);
795 unsigned long reclaim_pages(struct list_head *folio_list);
796 unsigned int reclaim_clean_pages_from_list(struct zone *zone,
797                                             struct list_head *folio_list);
798 /* The ALLOC_WMARK bits are used as an index to zone->watermark */
799 #define ALLOC_WMARK_MIN         WMARK_MIN
800 #define ALLOC_WMARK_LOW         WMARK_LOW
801 #define ALLOC_WMARK_HIGH        WMARK_HIGH
802 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x04 /* don't check watermarks at all */
803
804 /* Mask to get the watermark bits */
805 #define ALLOC_WMARK_MASK        (ALLOC_NO_WATERMARKS-1)
806
807 /*
808  * Only MMU archs have async oom victim reclaim - aka oom_reaper so we
809  * cannot assume a reduced access to memory reserves is sufficient for
810  * !MMU
811  */
812 #ifdef CONFIG_MMU
813 #define ALLOC_OOM               0x08
814 #else
815 #define ALLOC_OOM               ALLOC_NO_WATERMARKS
816 #endif
817
818 #define ALLOC_NON_BLOCK          0x10 /* Caller cannot block. Allow access
819                                        * to 25% of the min watermark or
820                                        * 62.5% if __GFP_HIGH is set.
821                                        */
822 #define ALLOC_MIN_RESERVE        0x20 /* __GFP_HIGH set. Allow access to 50%
823                                        * of the min watermark.
824                                        */
825 #define ALLOC_CPUSET             0x40 /* check for correct cpuset */
826 #define ALLOC_CMA                0x80 /* allow allocations from CMA areas */
827 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
828 #define ALLOC_NOFRAGMENT        0x100 /* avoid mixing pageblock types */
829 #else
830 #define ALLOC_NOFRAGMENT          0x0
831 #endif
832 #define ALLOC_HIGHATOMIC        0x200 /* Allows access to MIGRATE_HIGHATOMIC */
833 #define ALLOC_KSWAPD            0x800 /* allow waking of kswapd, __GFP_KSWAPD_RECLAIM set */
834
835 /* Flags that allow allocations below the min watermark. */
836 #define ALLOC_RESERVES (ALLOC_NON_BLOCK|ALLOC_MIN_RESERVE|ALLOC_HIGHATOMIC|ALLOC_OOM)
837
838 enum ttu_flags;
839 struct tlbflush_unmap_batch;
840
841
842 /*
843  * only for MM internal work items which do not depend on
844  * any allocations or locks which might depend on allocations
845  */
846 extern struct workqueue_struct *mm_percpu_wq;
847
848 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
849 void try_to_unmap_flush(void);
850 void try_to_unmap_flush_dirty(void);
851 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm);
852 #else
853 static inline void try_to_unmap_flush(void)
854 {
855 }
856 static inline void try_to_unmap_flush_dirty(void)
857 {
858 }
859 static inline void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
860 {
861 }
862 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
863
864 extern const struct trace_print_flags pageflag_names[];
865 extern const struct trace_print_flags pagetype_names[];
866 extern const struct trace_print_flags vmaflag_names[];
867 extern const struct trace_print_flags gfpflag_names[];
868
869 static inline bool is_migrate_highatomic(enum migratetype migratetype)
870 {
871         return migratetype == MIGRATE_HIGHATOMIC;
872 }
873
874 static inline bool is_migrate_highatomic_page(struct page *page)
875 {
876         return get_pageblock_migratetype(page) == MIGRATE_HIGHATOMIC;
877 }
878
879 void setup_zone_pageset(struct zone *zone);
880
881 struct migration_target_control {
882         int nid;                /* preferred node id */
883         nodemask_t *nmask;
884         gfp_t gfp_mask;
885 };
886
887 /*
888  * mm/filemap.c
889  */
890 size_t splice_folio_into_pipe(struct pipe_inode_info *pipe,
891                               struct folio *folio, loff_t fpos, size_t size);
892
893 /*
894  * mm/vmalloc.c
895  */
896 #ifdef CONFIG_MMU
897 void __init vmalloc_init(void);
898 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
899                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift);
900 #else
901 static inline void vmalloc_init(void)
902 {
903 }
904
905 static inline
906 int __must_check vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
907                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
908 {
909         return -EINVAL;
910 }
911 #endif
912
913 int __must_check __vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr,
914                                unsigned long end, pgprot_t prot,
915                                struct page **pages, unsigned int page_shift);
916
917 void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
918
919 void __vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end);
920
921 int numa_migrate_prep(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
922                       unsigned long addr, int page_nid, int *flags);
923
924 void free_zone_device_page(struct page *page);
925 int migrate_device_coherent_page(struct page *page);
926
927 /*
928  * mm/gup.c
929  */
930 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags);
931 int __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags);
932
933 enum {
934         /* mark page accessed */
935         FOLL_TOUCH = 1 << 16,
936         /* a retry, previous pass started an IO */
937         FOLL_TRIED = 1 << 17,
938         /* we are working on non-current tsk/mm */
939         FOLL_REMOTE = 1 << 18,
940         /* pages must be released via unpin_user_page */
941         FOLL_PIN = 1 << 19,
942         /* gup_fast: prevent fall-back to slow gup */
943         FOLL_FAST_ONLY = 1 << 20,
944         /* allow unlocking the mmap lock */
945         FOLL_UNLOCKABLE = 1 << 21,
946 };
947
948 /*
949  * Indicates for which pages that are write-protected in the page table,
950  * whether GUP has to trigger unsharing via FAULT_FLAG_UNSHARE such that the
951  * GUP pin will remain consistent with the pages mapped into the page tables
952  * of the MM.
953  *
954  * Temporary unmapping of PageAnonExclusive() pages or clearing of
955  * PageAnonExclusive() has to protect against concurrent GUP:
956  * * Ordinary GUP: Using the PT lock
957  * * GUP-fast and fork(): mm->write_protect_seq
958  * * GUP-fast and KSM or temporary unmapping (swap, migration): see
959  *    page_try_share_anon_rmap()
960  *
961  * Must be called with the (sub)page that's actually referenced via the
962  * page table entry, which might not necessarily be the head page for a
963  * PTE-mapped THP.
964  *
965  * If the vma is NULL, we're coming from the GUP-fast path and might have
966  * to fallback to the slow path just to lookup the vma.
967  */
968 static inline bool gup_must_unshare(struct vm_area_struct *vma,
969                                     unsigned int flags, struct page *page)
970 {
971         /*
972          * FOLL_WRITE is implicitly handled correctly as the page table entry
973          * has to be writable -- and if it references (part of) an anonymous
974          * folio, that part is required to be marked exclusive.
975          */
976         if ((flags & (FOLL_WRITE | FOLL_PIN)) != FOLL_PIN)
977                 return false;
978         /*
979          * Note: PageAnon(page) is stable until the page is actually getting
980          * freed.
981          */
982         if (!PageAnon(page)) {
983                 /*
984                  * We only care about R/O long-term pining: R/O short-term
985                  * pinning does not have the semantics to observe successive
986                  * changes through the process page tables.
987                  */
988                 if (!(flags & FOLL_LONGTERM))
989                         return false;
990
991                 /* We really need the vma ... */
992                 if (!vma)
993                         return true;
994
995                 /*
996                  * ... because we only care about writable private ("COW")
997                  * mappings where we have to break COW early.
998                  */
999                 return is_cow_mapping(vma->vm_flags);
1000         }
1001
1002         /* Paired with a memory barrier in page_try_share_anon_rmap(). */
1003         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP))
1004                 smp_rmb();
1005
1006         /*
1007          * Note that PageKsm() pages cannot be exclusive, and consequently,
1008          * cannot get pinned.
1009          */
1010         return !PageAnonExclusive(page);
1011 }
1012
1013 extern bool mirrored_kernelcore;
1014
1015 static inline bool vma_soft_dirty_enabled(struct vm_area_struct *vma)
1016 {
1017         /*
1018          * NOTE: we must check this before VM_SOFTDIRTY on soft-dirty
1019          * enablements, because when without soft-dirty being compiled in,
1020          * VM_SOFTDIRTY is defined as 0x0, then !(vm_flags & VM_SOFTDIRTY)
1021          * will be constantly true.
1022          */
1023         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY))
1024                 return false;
1025
1026         /*
1027          * Soft-dirty is kind of special: its tracking is enabled when the
1028          * vma flags not set.
1029          */
1030         return !(vma->vm_flags & VM_SOFTDIRTY);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * VMA Iterator functions shared between nommu and mmap
1035  */
1036 static inline int vma_iter_prealloc(struct vma_iterator *vmi)
1037 {
1038         return mas_preallocate(&vmi->mas, GFP_KERNEL);
1039 }
1040
1041 static inline void vma_iter_clear(struct vma_iterator *vmi,
1042                                   unsigned long start, unsigned long end)
1043 {
1044         mas_set_range(&vmi->mas, start, end - 1);
1045         mas_store_prealloc(&vmi->mas, NULL);
1046 }
1047
1048 static inline struct vm_area_struct *vma_iter_load(struct vma_iterator *vmi)
1049 {
1050         return mas_walk(&vmi->mas);
1051 }
1052
1053 /* Store a VMA with preallocated memory */
1054 static inline void vma_iter_store(struct vma_iterator *vmi,
1055                                   struct vm_area_struct *vma)
1056 {
1057
1058 #if defined(CONFIG_DEBUG_VM_MAPLE_TREE)
1059         if (MAS_WARN_ON(&vmi->mas, vmi->mas.node != MAS_START &&
1060                         vmi->mas.index > vma->vm_start)) {
1061                 pr_warn("%lx > %lx\n store vma %lx-%lx\n into slot %lx-%lx\n",
1062                         vmi->mas.index, vma->vm_start, vma->vm_start,
1063                         vma->vm_end, vmi->mas.index, vmi->mas.last);
1064         }
1065         if (MAS_WARN_ON(&vmi->mas, vmi->mas.node != MAS_START &&
1066                         vmi->mas.last <  vma->vm_start)) {
1067                 pr_warn("%lx < %lx\nstore vma %lx-%lx\ninto slot %lx-%lx\n",
1068                        vmi->mas.last, vma->vm_start, vma->vm_start, vma->vm_end,
1069                        vmi->mas.index, vmi->mas.last);
1070         }
1071 #endif
1072
1073         if (vmi->mas.node != MAS_START &&
1074             ((vmi->mas.index > vma->vm_start) || (vmi->mas.last < vma->vm_start)))
1075                 vma_iter_invalidate(vmi);
1076
1077         vmi->mas.index = vma->vm_start;
1078         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
1079         mas_store_prealloc(&vmi->mas, vma);
1080 }
1081
1082 static inline int vma_iter_store_gfp(struct vma_iterator *vmi,
1083                         struct vm_area_struct *vma, gfp_t gfp)
1084 {
1085         if (vmi->mas.node != MAS_START &&
1086             ((vmi->mas.index > vma->vm_start) || (vmi->mas.last < vma->vm_start)))
1087                 vma_iter_invalidate(vmi);
1088
1089         vmi->mas.index = vma->vm_start;
1090         vmi->mas.last = vma->vm_end - 1;
1091         mas_store_gfp(&vmi->mas, vma, gfp);
1092         if (unlikely(mas_is_err(&vmi->mas)))
1093                 return -ENOMEM;
1094
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * VMA lock generalization
1100  */
1101 struct vma_prepare {
1102         struct vm_area_struct *vma;
1103         struct vm_area_struct *adj_next;
1104         struct file *file;
1105         struct address_space *mapping;
1106         struct anon_vma *anon_vma;
1107         struct vm_area_struct *insert;
1108         struct vm_area_struct *remove;
1109         struct vm_area_struct *remove2;
1110 };
1111 #endif  /* __MM_INTERNAL_H */