40fca1b2b6a17b62a8ae27849f5e92ef079eef8e
[muen/linux.git] / include / linux / mm.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_MM_H
3 #define _LINUX_MM_H
4
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/mmdebug.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/bug.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/atomic.h>
16 #include <linux/debug_locks.h>
17 #include <linux/mm_types.h>
18 #include <linux/range.h>
19 #include <linux/pfn.h>
20 #include <linux/percpu-refcount.h>
21 #include <linux/bit_spinlock.h>
22 #include <linux/shrinker.h>
23 #include <linux/resource.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/page_ref.h>
27 #include <linux/memremap.h>
28
29 struct mempolicy;
30 struct anon_vma;
31 struct anon_vma_chain;
32 struct file_ra_state;
33 struct user_struct;
34 struct writeback_control;
35 struct bdi_writeback;
36
37 void init_mm_internals(void);
38
39 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
40 extern unsigned long max_mapnr;
41
42 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
43 {
44         max_mapnr = limit;
45 }
46 #else
47 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
48 #endif
49
50 extern unsigned long totalram_pages;
51 extern void * high_memory;
52 extern int page_cluster;
53
54 #ifdef CONFIG_SYSCTL
55 extern int sysctl_legacy_va_layout;
56 #else
57 #define sysctl_legacy_va_layout 0
58 #endif
59
60 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
61 extern const int mmap_rnd_bits_min;
62 extern const int mmap_rnd_bits_max;
63 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
66 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
68 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
69 #endif
70
71 #include <asm/page.h>
72 #include <asm/pgtable.h>
73 #include <asm/processor.h>
74
75 #ifndef __pa_symbol
76 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
77 #endif
78
79 #ifndef page_to_virt
80 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
81 #endif
82
83 #ifndef lm_alias
84 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
85 #endif
86
87 /*
88  * To prevent common memory management code establishing
89  * a zero page mapping on a read fault.
90  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
91  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
92  * related to the physical page in case of virtualization.
93  */
94 #ifndef mm_forbids_zeropage
95 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
96 #endif
97
98 /*
99  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
100  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
101  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
102  */
103 #ifndef mm_zero_struct_page
104 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
105 #endif
106
107 /*
108  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
109  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
110  * problem.
111  *
112  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
113  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
114  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
115  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
116  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
117  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
118  *
119  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
120  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
121  * that.
122  */
123 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
124 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
125
126 extern int sysctl_max_map_count;
127
128 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
129 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
130
131 extern int sysctl_overcommit_memory;
132 extern int sysctl_overcommit_ratio;
133 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
134
135 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
136                                     size_t *, loff_t *);
137 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
138                                     size_t *, loff_t *);
139
140 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
141
142 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
143 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
144
145 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
146 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
147
148 /*
149  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
150  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
151  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
152  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
153  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
154  * mmap() functions).
155  */
156
157 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
158
159 #ifndef CONFIG_MMU
160 extern struct rb_root nommu_region_tree;
161 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
162
163 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
164 #endif
165
166 /*
167  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
168  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
169  */
170 #define VM_NONE         0x00000000
171
172 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
173 #define VM_WRITE        0x00000002
174 #define VM_EXEC         0x00000004
175 #define VM_SHARED       0x00000008
176
177 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
178 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
179 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
180 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
181 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
182
183 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
184 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
185 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
186 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
187 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
188
189 #define VM_LOCKED       0x00002000
190 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
191
192                                         /* Used by sys_madvise() */
193 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
194 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
195
196 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
197 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
198 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
199 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
200 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
201 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
202 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
203 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
204 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
205 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
206
207 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
208 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
209 #else
210 # define VM_SOFTDIRTY   0
211 #endif
212
213 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
214 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
215 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
216 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
217
218 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
219 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
220 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
221 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
225 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
226 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
227 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
228 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
229 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
230
231 #if defined(CONFIG_X86)
232 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
233 #if defined (CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS)
234 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
235 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
236 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1
237 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
238 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
239 #endif
240 #elif defined(CONFIG_PPC)
241 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
242 #elif defined(CONFIG_PARISC)
243 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
244 #elif defined(CONFIG_IA64)
245 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
246 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
247 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
248 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
249 #elif !defined(CONFIG_MMU)
250 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
251 #endif
252
253 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
254 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
255 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
256 #else
257 # define VM_MPX         VM_NONE
258 #endif
259
260 #ifndef VM_GROWSUP
261 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
262 #endif
263
264 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
265 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
266
267 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
268 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
269 #endif
270
271 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
272 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
273 #else
274 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
275 #endif
276
277 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
278
279 /*
280  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
281  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
282  */
283 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
284
285 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
286 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
287
288 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
289 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
290
291 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
292 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
293 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
294 #endif
295 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
296
297 /*
298  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
299  * low four bits) to a page protection mask..
300  */
301 extern pgprot_t protection_map[16];
302
303 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
304 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
305 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
306 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
307 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
308 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
309 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
310 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
311 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
312
313 #define FAULT_FLAG_TRACE \
314         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
315         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
316         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
317         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
318         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
319         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
320         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
321         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
322         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
323
324 /*
325  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
326  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
327  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
328  *
329  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
330  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
331  *
332  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
333  */
334 struct vm_fault {
335         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
336         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
337         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
338         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
339         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
340         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
341                                          * the 'address' */
342         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
343                                          * the 'address'
344                                          */
345         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
346
347         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
348         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
349         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
350                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
351                                          * is set (which is also implied by
352                                          * VM_FAULT_ERROR).
353                                          */
354         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
355         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
356                                          * the 'address'. NULL if the page
357                                          * table hasn't been allocated.
358                                          */
359         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
360                                          * Protects pte page table if 'pte'
361                                          * is not NULL, otherwise pmd.
362                                          */
363         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
364                                          * vm_ops->map_pages() calls
365                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
366                                          * do_fault_around() pre-allocates
367                                          * page table to avoid allocation from
368                                          * atomic context.
369                                          */
370 };
371
372 /* page entry size for vm->huge_fault() */
373 enum page_entry_size {
374         PE_SIZE_PTE = 0,
375         PE_SIZE_PMD,
376         PE_SIZE_PUD,
377 };
378
379 /*
380  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
381  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
382  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
383  */
384 struct vm_operations_struct {
385         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
386         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
387         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
388         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
389         int (*fault)(struct vm_fault *vmf);
390         int (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf, enum page_entry_size pe_size);
391         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
392                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
393         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
394
395         /* notification that a previously read-only page is about to become
396          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
397         int (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
398
399         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
400         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
401
402         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
403          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
404          */
405         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
406                       void *buf, int len, int write);
407
408         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
409          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
410          * vma to be dumped unconditionally. */
411         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
412
413 #ifdef CONFIG_NUMA
414         /*
415          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
416          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
417          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
418          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
419          * mempolicy.
420          */
421         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
422
423         /*
424          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
425          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
426          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
427          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
428          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
429          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
430          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
431          * policy.
432          */
433         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
434                                         unsigned long addr);
435 #endif
436         /*
437          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
438          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
439          * (using pte_page()) would not find the correct page.
440          */
441         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
442                                           unsigned long addr);
443 };
444
445 struct mmu_gather;
446 struct inode;
447
448 #define page_private(page)              ((page)->private)
449 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
450
451 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
452 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
453 {
454         return 0;
455 }
456 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
457 {
458         return 0;
459 }
460 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
461 {
462         return 0;
463 }
464 #endif
465
466 /*
467  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
468  * files which need it (119 of them)
469  */
470 #include <linux/page-flags.h>
471 #include <linux/huge_mm.h>
472
473 /*
474  * Methods to modify the page usage count.
475  *
476  * What counts for a page usage:
477  * - cache mapping   (page->mapping)
478  * - private data    (page->private)
479  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
480  *   is counted separately
481  *
482  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
483  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
484  */
485
486 /*
487  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
488  */
489 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
490 {
491         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
492         return page_ref_dec_and_test(page);
493 }
494
495 /*
496  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
497  * that is the case.
498  * This can be called when MMU is off so it must not access
499  * any of the virtual mappings.
500  */
501 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
502 {
503         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
504 }
505
506 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
507
508 enum {
509         REGION_INTERSECTS,
510         REGION_DISJOINT,
511         REGION_MIXED,
512 };
513
514 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
515                       unsigned long desc);
516
517 /* Support for virtually mapped pages */
518 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
519 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
520
521 /*
522  * Determine if an address is within the vmalloc range
523  *
524  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
525  * is no special casing required.
526  */
527 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
528 {
529 #ifdef CONFIG_MMU
530         unsigned long addr = (unsigned long)x;
531
532         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
533 #else
534         return false;
535 #endif
536 }
537 #ifdef CONFIG_MMU
538 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
539 #else
540 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
541 {
542         return 0;
543 }
544 #endif
545
546 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
547 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
548 {
549         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
550 }
551 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
552 {
553         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
554 }
555 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
556 {
557         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
558 }
559
560 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
561 {
562         if (size != 0 && n > SIZE_MAX / size)
563                 return NULL;
564
565         return kvmalloc(n * size, flags);
566 }
567
568 extern void kvfree(const void *addr);
569
570 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
571 {
572         return &page[1].compound_mapcount;
573 }
574
575 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
576 {
577         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
578         page = compound_head(page);
579         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
580 }
581
582 /*
583  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
584  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
585  * and atomic_add_negative(-1).
586  */
587 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
588 {
589         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
590 }
591
592 int __page_mapcount(struct page *page);
593
594 static inline int page_mapcount(struct page *page)
595 {
596         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
597
598         if (unlikely(PageCompound(page)))
599                 return __page_mapcount(page);
600         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
601 }
602
603 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
604 int total_mapcount(struct page *page);
605 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
606 #else
607 static inline int total_mapcount(struct page *page)
608 {
609         return page_mapcount(page);
610 }
611 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
612                                            int *total_mapcount)
613 {
614         int mapcount = page_mapcount(page);
615         if (total_mapcount)
616                 *total_mapcount = mapcount;
617         return mapcount;
618 }
619 #endif
620
621 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
622 {
623         struct page *page = virt_to_page(x);
624
625         return compound_head(page);
626 }
627
628 void __put_page(struct page *page);
629
630 void put_pages_list(struct list_head *pages);
631
632 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
633
634 /*
635  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
636  * prototype for that function and accessor functions.
637  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
638  */
639 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
640
641 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
642 enum compound_dtor_id {
643         NULL_COMPOUND_DTOR,
644         COMPOUND_PAGE_DTOR,
645 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
646         HUGETLB_PAGE_DTOR,
647 #endif
648 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
649         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
650 #endif
651         NR_COMPOUND_DTORS,
652 };
653 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
654
655 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
656                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
657 {
658         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
659         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
660 }
661
662 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
663 {
664         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
665         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
666 }
667
668 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
669 {
670         if (!PageHead(page))
671                 return 0;
672         return page[1].compound_order;
673 }
674
675 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
676 {
677         page[1].compound_order = order;
678 }
679
680 void free_compound_page(struct page *page);
681
682 #ifdef CONFIG_MMU
683 /*
684  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
685  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
686  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
687  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
688  */
689 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
690 {
691         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
692                 pte = pte_mkwrite(pte);
693         return pte;
694 }
695
696 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
697                 struct page *page);
698 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
699 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
700 #endif
701
702 /*
703  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
704  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
705  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
706  * only one copy in memory, at most, normally.
707  *
708  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
709  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
710  *   freelist management in the buddy allocator.
711  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
712  *
713  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
714  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
715  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
716  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
717  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
718  *
719  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
720  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
721  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
722  * and page->virtual store page management information, but all other fields
723  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
724  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
725  * subsequently been given references to it.
726  *
727  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
728  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
729  * The following discussion applies only to them.
730  *
731  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
732  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
733  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
734  * into the filesystem to release these pages.
735  *
736  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
737  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
738  * in units of PAGE_SIZE.
739  *
740  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
741  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
742  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
743  *
744  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
745  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
746  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
747  *
748  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
749  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
750  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
751  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
752  *
753  * All pagecache pages may be subject to I/O:
754  * - inode pages may need to be read from disk,
755  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
756  *   to be written back to the inode on disk,
757  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
758  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
759  *   back into memory.
760  */
761
762 /*
763  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
764  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
765  */
766
767 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
768 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
769 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
770 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
771 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
772
773 /*
774  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
775  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
776  * the compiler will optimise away reference to them.
777  */
778 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
779 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
780 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
781 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
782
783 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
784 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
785 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
786 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
787                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
788 #else
789 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
790 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
791                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
792 #endif
793
794 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
795
796 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
797 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
798 #endif
799
800 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
801 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
802 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
803 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
804 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
805
806 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
807 {
808         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
809 }
810
811 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
812 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
813 {
814         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
815 }
816 #else
817 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
818 {
819         return false;
820 }
821 #endif
822
823 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
824 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
825 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
826 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
827 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
828 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
829 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
830 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
831 {
832 }
833 #define IS_HMM_ENABLED 0
834 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
835 {
836         return false;
837 }
838 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
839 {
840         return false;
841 }
842 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
843
844
845 static inline void get_page(struct page *page)
846 {
847         page = compound_head(page);
848         /*
849          * Getting a normal page or the head of a compound page
850          * requires to already have an elevated page->_refcount.
851          */
852         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
853         page_ref_inc(page);
854 }
855
856 static inline void put_page(struct page *page)
857 {
858         page = compound_head(page);
859
860         /*
861          * For private device pages we need to catch refcount transition from
862          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
863          * free and we need to inform the device driver through callback. See
864          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
865          */
866         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
867             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
868                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
869                 return;
870         }
871
872         if (put_page_testzero(page))
873                 __put_page(page);
874 }
875
876 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
877 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
878 #endif
879
880 /*
881  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
882  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
883  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
884  * node id available in page flags.
885  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
886  * pages in a zone.
887  */
888 static inline int page_zone_id(struct page *page)
889 {
890         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
891 }
892
893 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
894 {
895 #ifdef CONFIG_NUMA
896         return zone->node;
897 #else
898         return 0;
899 #endif
900 }
901
902 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
903 extern int page_to_nid(const struct page *page);
904 #else
905 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
906 {
907         struct page *p = (struct page *)page;
908
909         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
910 }
911 #endif
912
913 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
914 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
915 {
916         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
917 }
918
919 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
920 {
921         return cpupid & LAST__PID_MASK;
922 }
923
924 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
925 {
926         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
927 }
928
929 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
930 {
931         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
932 }
933
934 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
935 {
936         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
937 }
938
939 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
940 {
941         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
942 }
943
944 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
945 {
946         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
947 }
948
949 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
950 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
951 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
952 {
953         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
954 }
955
956 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
957 {
958         return page->_last_cpupid;
959 }
960 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
961 {
962         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
963 }
964 #else
965 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
966 {
967         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
968 }
969
970 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
971
972 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
973 {
974         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
975 }
976 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
977 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
978 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
979 {
980         return page_to_nid(page); /* XXX */
981 }
982
983 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
984 {
985         return page_to_nid(page); /* XXX */
986 }
987
988 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
989 {
990         return -1;
991 }
992
993 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
994 {
995         return -1;
996 }
997
998 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
999 {
1000         return -1;
1001 }
1002
1003 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1004 {
1005         return -1;
1006 }
1007
1008 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1009 {
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1014 {
1015 }
1016
1017 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1018 {
1019         return false;
1020 }
1021 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1022
1023 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1024 {
1025         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1026 }
1027
1028 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1029 {
1030         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1031 }
1032
1033 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1034 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1035 {
1036         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1037         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1038 }
1039
1040 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1041 {
1042         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1043 }
1044 #endif
1045
1046 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1047 {
1048         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1049         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1050 }
1051
1052 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1053 {
1054         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1055         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1056 }
1057
1058 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1059         unsigned long node, unsigned long pfn)
1060 {
1061         set_page_zone(page, zone);
1062         set_page_node(page, node);
1063 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1064         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1065 #endif
1066 }
1067
1068 #ifdef CONFIG_MEMCG
1069 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1070 {
1071         return page->mem_cgroup;
1072 }
1073 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1074 {
1075         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1076         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1077 }
1078 #else
1079 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1080 {
1081         return NULL;
1082 }
1083 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1084 {
1085         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1086         return NULL;
1087 }
1088 #endif
1089
1090 /*
1091  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1092  */
1093 #include <linux/vmstat.h>
1094
1095 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1096 {
1097         return page_to_virt(page);
1098 }
1099
1100 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1101 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1102 #endif
1103
1104 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1105 static inline void *page_address(const struct page *page)
1106 {
1107         return page->virtual;
1108 }
1109 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1110 {
1111         page->virtual = address;
1112 }
1113 #define page_address_init()  do { } while(0)
1114 #endif
1115
1116 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1117 void *page_address(const struct page *page);
1118 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1119 void page_address_init(void);
1120 #endif
1121
1122 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1123 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1124 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1125 #define page_address_init()  do { } while(0)
1126 #endif
1127
1128 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1129 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1130 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1131
1132 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1133
1134 static inline
1135 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1136 {
1137         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1138                 return __page_file_mapping(page);
1139
1140         return page->mapping;
1141 }
1142
1143 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1144
1145 /*
1146  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1147  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1148  */
1149 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1150 {
1151         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1152                 return __page_file_index(page);
1153         return page->index;
1154 }
1155
1156 bool page_mapped(struct page *page);
1157 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1158
1159 /*
1160  * Return true only if the page has been allocated with
1161  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1162  * met implying that the system is under some pressure.
1163  */
1164 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1165 {
1166         /*
1167          * Page index cannot be this large so this must be
1168          * a pfmemalloc page.
1169          */
1170         return page->index == -1UL;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1175  * page.
1176  */
1177 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1178 {
1179         page->index = -1UL;
1180 }
1181
1182 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1183 {
1184         page->index = 0;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1189  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1190  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1191  */
1192
1193 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1194 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1195 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1196 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1197 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1198 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1199 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1200
1201 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1202 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1203 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1204 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1205 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1206 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1207                                          * and needs fsync() to complete (for
1208                                          * synchronous page faults in DAX) */
1209
1210 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1211                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1212                          VM_FAULT_FALLBACK)
1213
1214 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1215         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1216         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1217         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1218         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1219         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1220         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1221         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1222         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1223         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1224         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1225         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1226         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1227         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1228
1229 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1230 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1231 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1232
1233 /*
1234  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1235  */
1236 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1237
1238 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1239
1240 /*
1241  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1242  * various contexts.
1243  */
1244 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1245
1246 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1247
1248 extern bool can_do_mlock(void);
1249 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1250 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1251
1252 /*
1253  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1254  */
1255 struct zap_details {
1256         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1257         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1258         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1259 };
1260
1261 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1262                              pte_t pte, bool with_public_device);
1263 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1264
1265 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1266                                 pmd_t pmd);
1267
1268 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1269                 unsigned long size);
1270 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1271                 unsigned long size);
1272 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1273                 unsigned long start, unsigned long end);
1274
1275 /**
1276  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1277  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1278  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1279  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1280  *             regular PUDs.
1281  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1282  *             this handler is required to be able to handle
1283  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1284  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1285  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1286  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1287  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1288  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1289  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1290  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1291  *             and a negative one means "abort current page table walk
1292  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1293  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1294  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1295  * @private:   private data for callbacks' usage
1296  *
1297  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1298  */
1299 struct mm_walk {
1300         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1301                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1302         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1303                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1304         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1305                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1306         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1307                         struct mm_walk *walk);
1308         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1309                              unsigned long addr, unsigned long next,
1310                              struct mm_walk *walk);
1311         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1312                         struct mm_walk *walk);
1313         struct mm_struct *mm;
1314         struct vm_area_struct *vma;
1315         void *private;
1316 };
1317
1318 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1319                 struct mm_walk *walk);
1320 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1321 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1322                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1323 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1324                         struct vm_area_struct *vma);
1325 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1326                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1327                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1328 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1329         unsigned long *pfn);
1330 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1331                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1332 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1333                         void *buf, int len, int write);
1334
1335 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1336 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1337 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1338 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1339 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1340 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1341 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1342
1343 #ifdef CONFIG_MMU
1344 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1345                 unsigned int flags);
1346 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1347                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1348                             bool *unlocked);
1349 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1350                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1351 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1352                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1353 #else
1354 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1355                 unsigned long address, unsigned int flags)
1356 {
1357         /* should never happen if there's no MMU */
1358         BUG();
1359         return VM_FAULT_SIGBUS;
1360 }
1361 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1362                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1363                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1364 {
1365         /* should never happen if there's no MMU */
1366         BUG();
1367         return -EFAULT;
1368 }
1369 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1370                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1371 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1372                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1373 #endif
1374
1375 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1376                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1377 {
1378         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1379 }
1380
1381 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1382                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1383 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1384                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1385 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1386                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1387
1388 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1389                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1390                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1391                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1392 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1393                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1394                             struct vm_area_struct **vmas);
1395 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1396                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1397 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1398                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1399 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1400 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1401                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1402                             struct vm_area_struct **vmas);
1403 #else
1404 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1405                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1406                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1407 {
1408         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1409 }
1410 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1411
1412 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1413                         struct page **pages);
1414
1415 /* Container for pinned pfns / pages */
1416 struct frame_vector {
1417         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1418         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1419         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1420         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1421         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1422                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1423                                  * for access */
1424 };
1425
1426 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1427 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1428 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1429                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1430 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1431 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1432 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1433
1434 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1435 {
1436         return vec->nr_frames;
1437 }
1438
1439 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1440 {
1441         if (vec->is_pfns) {
1442                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1443
1444                 if (err)
1445                         return ERR_PTR(err);
1446         }
1447         return (struct page **)(vec->ptrs);
1448 }
1449
1450 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1451 {
1452         if (!vec->is_pfns)
1453                 frame_vector_to_pfns(vec);
1454         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1455 }
1456
1457 struct kvec;
1458 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1459                         struct page **pages);
1460 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1461 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1462
1463 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1464 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1465                               unsigned int length);
1466
1467 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1468 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1469 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1470                                 struct page *page);
1471 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1472 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1473                           struct bdi_writeback *wb);
1474 int set_page_dirty(struct page *page);
1475 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1476 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1477 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1478 {
1479         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1480         if (PageDirty(page))
1481                 __cancel_dirty_page(page);
1482 }
1483 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1484
1485 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1486
1487 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1488 {
1489         return !vma->vm_ops;
1490 }
1491
1492 #ifdef CONFIG_SHMEM
1493 /*
1494  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1495  * paths in userfault.
1496  */
1497 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1498 #else
1499 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1500 #endif
1501
1502 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1503
1504 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1505                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1506                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1507                 bool need_rmap_locks);
1508 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1509                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1510                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1511 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1512                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1513                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1514
1515 /*
1516  * doesn't attempt to fault and will return short.
1517  */
1518 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1519                           struct page **pages);
1520 /*
1521  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1522  */
1523 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1524 {
1525         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1526
1527 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1528         /*
1529          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1530          * But it's never be expected number for users.
1531          */
1532         if (val < 0)
1533                 val = 0;
1534 #endif
1535         return (unsigned long)val;
1536 }
1537
1538 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1539 {
1540         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1541 }
1542
1543 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1544 {
1545         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1546 }
1547
1548 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1549 {
1550         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1551 }
1552
1553 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1554 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1555 {
1556         if (PageSwapBacked(page))
1557                 return MM_SHMEMPAGES;
1558         return MM_FILEPAGES;
1559 }
1560
1561 static inline int mm_counter(struct page *page)
1562 {
1563         if (PageAnon(page))
1564                 return MM_ANONPAGES;
1565         return mm_counter_file(page);
1566 }
1567
1568 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1569 {
1570         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1571                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1572                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1573 }
1574
1575 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1576 {
1577         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1578 }
1579
1580 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1581 {
1582         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1583 }
1584
1585 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1586 {
1587         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1588
1589         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1590                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1591 }
1592
1593 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1594 {
1595         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1596                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1597 }
1598
1599 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1600 {
1601         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1602 }
1603
1604 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1605                                          struct mm_struct *mm)
1606 {
1607         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1608
1609         if (*maxrss < hiwater_rss)
1610                 *maxrss = hiwater_rss;
1611 }
1612
1613 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1614 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1615 #else
1616 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1617 {
1618 }
1619 #endif
1620
1621 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1622 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1623 {
1624         return 0;
1625 }
1626 #endif
1627
1628 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1629
1630 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1631                                spinlock_t **ptl);
1632 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1633                                     spinlock_t **ptl)
1634 {
1635         pte_t *ptep;
1636         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1637         return ptep;
1638 }
1639
1640 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1641 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1642                                                 unsigned long address)
1643 {
1644         return 0;
1645 }
1646 #else
1647 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1648 #endif
1649
1650 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1651 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1652                                                 unsigned long address)
1653 {
1654         return 0;
1655 }
1656 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1657 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1658
1659 #else
1660 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1661
1662 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1663 {
1664         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1665 }
1666
1667 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1668 {
1669         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1670 }
1671 #endif
1672
1673 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1674 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1675                                                 unsigned long address)
1676 {
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1681 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1682
1683 #else
1684 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1685
1686 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1687 {
1688         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1689 }
1690
1691 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1692 {
1693         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1694 }
1695 #endif
1696
1697 #ifdef CONFIG_MMU
1698 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1699 {
1700         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1701 }
1702
1703 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1704 {
1705         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1706 }
1707
1708 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1709 {
1710         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1711 }
1712
1713 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1714 {
1715         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1716 }
1717 #else
1718
1719 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1720 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1721 {
1722         return 0;
1723 }
1724
1725 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1726 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1727 #endif
1728
1729 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1730 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1731
1732 /*
1733  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1734  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1735  */
1736 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1737
1738 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1739 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1740                 unsigned long address)
1741 {
1742         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1743                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1744 }
1745
1746 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1747                 unsigned long address)
1748 {
1749         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1750                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1751 }
1752 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1753
1754 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1755 {
1756         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1757                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1758 }
1759 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1760
1761 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1762 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1763 void __init ptlock_cache_init(void);
1764 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1765 extern void ptlock_free(struct page *page);
1766
1767 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1768 {
1769         return page->ptl;
1770 }
1771 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1772 static inline void ptlock_cache_init(void)
1773 {
1774 }
1775
1776 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1777 {
1778         return true;
1779 }
1780
1781 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1782 {
1783 }
1784
1785 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1786 {
1787         return &page->ptl;
1788 }
1789 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1790
1791 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1792 {
1793         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1794 }
1795
1796 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1797 {
1798         /*
1799          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1800          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1801          *
1802          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1803          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1804          */
1805         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1806         if (!ptlock_alloc(page))
1807                 return false;
1808         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1809         return true;
1810 }
1811
1812 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1813 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1814 {
1815         page->mapping = NULL;
1816         ptlock_free(page);
1817 }
1818
1819 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1820 /*
1821  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1822  */
1823 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1824 {
1825         return &mm->page_table_lock;
1826 }
1827 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1828 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1829 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1830 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1831
1832 static inline void pgtable_init(void)
1833 {
1834         ptlock_cache_init();
1835         pgtable_cache_init();
1836 }
1837
1838 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1839 {
1840         if (!ptlock_init(page))
1841                 return false;
1842         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1843         return true;
1844 }
1845
1846 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1847 {
1848         pte_lock_deinit(page);
1849         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1850 }
1851
1852 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1853 ({                                                      \
1854         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1855         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1856         *(ptlp) = __ptl;                                \
1857         spin_lock(__ptl);                               \
1858         __pte;                                          \
1859 })
1860
1861 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1862         spin_unlock(ptl);                               \
1863         pte_unmap(pte);                                 \
1864 } while (0)
1865
1866 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1867         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1868
1869 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1870         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1871
1872 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1873         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1874                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1875
1876 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1877         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1878                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1879
1880 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1881
1882 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1883 {
1884         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1885         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1886 }
1887
1888 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1889 {
1890         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1891 }
1892
1893 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1894 {
1895 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1896         page->pmd_huge_pte = NULL;
1897 #endif
1898         return ptlock_init(page);
1899 }
1900
1901 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1902 {
1903 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1904         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1905 #endif
1906         ptlock_free(page);
1907 }
1908
1909 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1910
1911 #else
1912
1913 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1914 {
1915         return &mm->page_table_lock;
1916 }
1917
1918 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1919 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1920
1921 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1922
1923 #endif
1924
1925 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1926 {
1927         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1928         spin_lock(ptl);
1929         return ptl;
1930 }
1931
1932 /*
1933  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1934  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1935  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1936  * which need to be converted from page_table_lock.
1937  */
1938 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1939 {
1940         return &mm->page_table_lock;
1941 }
1942
1943 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1944 {
1945         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1946
1947         spin_lock(ptl);
1948         return ptl;
1949 }
1950
1951 extern void __init pagecache_init(void);
1952 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1953 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1954                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1955 extern void free_initmem(void);
1956
1957 /*
1958  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1959  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1960  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1961  * Return pages freed into the buddy system.
1962  */
1963 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1964                                         int poison, char *s);
1965
1966 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1967 /*
1968  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1969  * and totalram_pages.
1970  */
1971 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1972 #endif
1973
1974 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1975 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1976
1977 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1978
1979 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1980 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1981 {
1982         ClearPageReserved(page);
1983         init_page_count(page);
1984         __free_page(page);
1985 }
1986
1987 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1988 {
1989         __free_reserved_page(page);
1990         adjust_managed_page_count(page, 1);
1991 }
1992
1993 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1994 {
1995         SetPageReserved(page);
1996         adjust_managed_page_count(page, -1);
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2001  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2002  * range [0, UCHAR_MAX].
2003  * Return pages freed into the buddy system.
2004  */
2005 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2006 {
2007         extern char __init_begin[], __init_end[];
2008
2009         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2010                                   poison, "unused kernel");
2011 }
2012
2013 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2014 {
2015         int nid;
2016         unsigned long phys_pages = 0;
2017
2018         for_each_online_node(nid)
2019                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2020
2021         return phys_pages;
2022 }
2023
2024 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2025 /*
2026  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2027  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2028  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2029  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2030  * free_area_init_node()
2031  *
2032  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2033  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2034  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2035  * usage, an architecture is expected to do something like
2036  *
2037  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2038  *                                                       max_highmem_pfn};
2039  * for_each_valid_physical_page_range()
2040  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2041  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2042  *
2043  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2044  * registered physical page range.  Similarly
2045  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2046  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2047  *
2048  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2049  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2050  */
2051 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2052 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2053 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2054                                                 unsigned long end_pfn);
2055 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2056                                                 unsigned long end_pfn);
2057 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2058                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2059 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2060 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2061                                                 unsigned long max_low_pfn);
2062 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2063
2064 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2065
2066 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2067     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2068 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2069                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2070 {
2071         return 0;
2072 }
2073 #else
2074 /* please see mm/page_alloc.c */
2075 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2076 /* there is a per-arch backend function. */
2077 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2078                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2079 #endif
2080
2081 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
2082 void zero_resv_unavail(void);
2083 #else
2084 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2085 #endif
2086
2087 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2088 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2089                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2090 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2091 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2092 extern void mem_init(void);
2093 extern void __init mmap_init(void);
2094 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2095 extern long si_mem_available(void);
2096 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2097 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2098 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2099 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2100 #endif
2101
2102 extern __printf(3, 4)
2103 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2104
2105 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2106
2107 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2108 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2109
2110 /* page_alloc.c */
2111 extern int min_free_kbytes;
2112 extern int watermark_scale_factor;
2113
2114 /* nommu.c */
2115 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2116 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2117
2118 /* interval_tree.c */
2119 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2120                               struct rb_root_cached *root);
2121 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2122                                     struct vm_area_struct *prev,
2123                                     struct rb_root_cached *root);
2124 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2125                               struct rb_root_cached *root);
2126 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2127                                 unsigned long start, unsigned long last);
2128 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2129                                 unsigned long start, unsigned long last);
2130
2131 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2132         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2133              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2134
2135 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2136                                    struct rb_root_cached *root);
2137 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2138                                    struct rb_root_cached *root);
2139 struct anon_vma_chain *
2140 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2141                                   unsigned long start, unsigned long last);
2142 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2143         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2144 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2145 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2146 #endif
2147
2148 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2149         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2150              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2151
2152 /* mmap.c */
2153 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2154 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2155         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2156         struct vm_area_struct *expand);
2157 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2158         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2159 {
2160         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2161 }
2162 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2163         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2164         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2165         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2166 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2167 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2168         unsigned long addr, int new_below);
2169 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2170         unsigned long addr, int new_below);
2171 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2172 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2173         struct rb_node **, struct rb_node *);
2174 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2175 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2176         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2177         bool *need_rmap_locks);
2178 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2179
2180 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2181                                     unsigned long new,
2182                                     unsigned long start,
2183                                     unsigned long end_data,
2184                                     unsigned long start_data)
2185 {
2186         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2187                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2188                         return -ENOSPC;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2195 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2196
2197 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2198 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2199 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2200
2201 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2202 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2203
2204 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2205                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2206 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2207                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2208                                    unsigned long flags,
2209                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2210 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2211 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2212                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2213                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2214
2215 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2216
2217 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2218         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2219         struct list_head *uf);
2220 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2221         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2222         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2223         struct list_head *uf);
2224 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2225                      struct list_head *uf);
2226
2227 static inline unsigned long
2228 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2229         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2230         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2231         struct list_head *uf)
2232 {
2233         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2234 }
2235
2236 #ifdef CONFIG_MMU
2237 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2238                          int ignore_errors);
2239 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2240 {
2241         /* Ignore errors */
2242         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2243 }
2244 #else
2245 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2246 #endif
2247
2248 /* These take the mm semaphore themselves */
2249 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2250 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2251 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2252 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2253         unsigned long, unsigned long,
2254         unsigned long, unsigned long);
2255
2256 struct vm_unmapped_area_info {
2257 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2258         unsigned long flags;
2259         unsigned long length;
2260         unsigned long low_limit;
2261         unsigned long high_limit;
2262         unsigned long align_mask;
2263         unsigned long align_offset;
2264 };
2265
2266 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2267 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2268
2269 /*
2270  * Search for an unmapped address range.
2271  *
2272  * We are looking for a range that:
2273  * - does not intersect with any VMA;
2274  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2275  * - is at least the desired size.
2276  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2277  */
2278 static inline unsigned long
2279 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2280 {
2281         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2282                 return unmapped_area_topdown(info);
2283         else
2284                 return unmapped_area(info);
2285 }
2286
2287 /* truncate.c */
2288 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2289 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2290                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2291 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2292
2293 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2294 extern int filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2295 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2296                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2297 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2298
2299 /* mm/page-writeback.c */
2300 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2301 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2302
2303 /* readahead.c */
2304 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2305 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2306
2307 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2308                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2309
2310 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2311                                struct file_ra_state *ra,
2312                                struct file *filp,
2313                                pgoff_t offset,
2314                                unsigned long size);
2315
2316 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2317                                 struct file_ra_state *ra,
2318                                 struct file *filp,
2319                                 struct page *pg,
2320                                 pgoff_t offset,
2321                                 unsigned long size);
2322
2323 extern unsigned long stack_guard_gap;
2324 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2325 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2326
2327 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2328 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2329                 unsigned long address);
2330 #if VM_GROWSUP
2331 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2332 #else
2333   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2334 #endif
2335
2336 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2337 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2338 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2339                                              struct vm_area_struct **pprev);
2340
2341 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2342    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2343 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2344 {
2345         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2346
2347         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2348                 vma = NULL;
2349         return vma;
2350 }
2351
2352 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2353 {
2354         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2355
2356         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2357                 vm_start -= stack_guard_gap;
2358                 if (vm_start > vma->vm_start)
2359                         vm_start = 0;
2360         }
2361         return vm_start;
2362 }
2363
2364 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2365 {
2366         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2367
2368         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2369                 vm_end += stack_guard_gap;
2370                 if (vm_end < vma->vm_end)
2371                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2372         }
2373         return vm_end;
2374 }
2375
2376 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2377 {
2378         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2379 }
2380
2381 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2382 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2383                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2384 {
2385         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2386
2387         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2388                 vma = NULL;
2389
2390         return vma;
2391 }
2392
2393 #ifdef CONFIG_MMU
2394 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2395 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2396 #else
2397 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2398 {
2399         return __pgprot(0);
2400 }
2401 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2402 {
2403         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2404 }
2405 #endif
2406
2407 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2408 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2409                         unsigned long start, unsigned long end);
2410 #endif
2411
2412 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2413 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2414                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2415 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2416 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2417                         unsigned long pfn);
2418 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2419                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2420 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2421                         pfn_t pfn);
2422 int vm_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2423                         pfn_t pfn);
2424 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2425
2426
2427 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2428                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2429                               unsigned int *page_mask);
2430
2431 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2432                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2433 {
2434         unsigned int unused_page_mask;
2435         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2436 }
2437
2438 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2439 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2440 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2441 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2442 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2443 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2444                                  * and return without waiting upon it */
2445 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2446 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2447 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2448 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2449 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2450 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2451 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2452 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2453 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2454
2455 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2456 {
2457         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2458                 return -ENOMEM;
2459         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2460                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2461         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2462                 return -EFAULT;
2463         return 0;
2464 }
2465
2466 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2467                         void *data);
2468 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2469                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2470
2471
2472 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2473 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2474 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2475 extern bool page_is_poisoned(struct page *page);
2476 #else
2477 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2478 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2479                                         int enable) { }
2480 static inline bool page_is_poisoned(struct page *page) { return false; }
2481 #endif
2482
2483 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2484 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2485 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2486
2487 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2488 {
2489         return _debug_pagealloc_enabled;
2490 }
2491
2492 static inline void
2493 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2494 {
2495         if (!debug_pagealloc_enabled())
2496                 return;
2497
2498         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2499 }
2500 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2501 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2502 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2503 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2504 static inline void
2505 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2506 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2507 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2508 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2509 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2510 {
2511         return false;
2512 }
2513 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2514
2515 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2516 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2517 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2518 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2519 #else
2520 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2521 {
2522         return NULL;
2523 }
2524 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2525 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2526 {
2527         return 0;
2528 }
2529 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2530
2531 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2532
2533 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2534 extern int sysctl_drop_caches;
2535 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2536                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2537 #endif
2538
2539 void drop_slab(void);
2540 void drop_slab_node(int nid);
2541
2542 #ifndef CONFIG_MMU
2543 #define randomize_va_space 0
2544 #else
2545 extern int randomize_va_space;
2546 #endif
2547
2548 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2549 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2550
2551 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2552                                    unsigned long pnum_begin,
2553                                    unsigned long pnum_end,
2554                                    unsigned long map_count,
2555                                    int nodeid);
2556
2557 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2558                 struct vmem_altmap *altmap);
2559 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2560 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2561 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2562 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2563 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2564 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2565 struct vmem_altmap;
2566 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2567 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2568 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2569 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2570                                int node);
2571 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2572                 struct vmem_altmap *altmap);
2573 void vmemmap_populate_print_last(void);
2574 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2575 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2576                 struct vmem_altmap *altmap);
2577 #endif
2578 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2579                                   unsigned long nr_pages);
2580
2581 enum mf_flags {
2582         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2583         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2584         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2585         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2586 };
2587 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2588 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2589 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2590 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2591 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2592 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2593 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2594 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2595 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2596 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2597
2598
2599 /*
2600  * Error handlers for various types of pages.
2601  */
2602 enum mf_result {
2603         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2604         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2605         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2606         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2607 };
2608
2609 enum mf_action_page_type {
2610         MF_MSG_KERNEL,
2611         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2612         MF_MSG_SLAB,
2613         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2614         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2615         MF_MSG_HUGE,
2616         MF_MSG_FREE_HUGE,
2617         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2618         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2619         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2620         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2621         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2622         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2623         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2624         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2625         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2626         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2627         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2628         MF_MSG_BUDDY,
2629         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2630         MF_MSG_UNKNOWN,
2631 };
2632
2633 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2634 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2635                             unsigned long addr_hint,
2636                             unsigned int pages_per_huge_page);
2637 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2638                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2639                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2640 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2641                                 const void __user *usr_src,
2642                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2643                                 bool allow_pagefault);
2644 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2645
2646 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2647
2648 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2649 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2650 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2651
2652 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2653 {
2654         return _debug_guardpage_minorder;
2655 }
2656
2657 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2658 {
2659         return _debug_guardpage_enabled;
2660 }
2661
2662 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2663 {
2664         struct page_ext *page_ext;
2665
2666         if (!debug_guardpage_enabled())
2667                 return false;
2668
2669         page_ext = lookup_page_ext(page);
2670         if (unlikely(!page_ext))
2671                 return false;
2672
2673         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2674 }
2675 #else
2676 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2677 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2678 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2679 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2680
2681 #if MAX_NUMNODES > 1
2682 void __init setup_nr_node_ids(void);
2683 #else
2684 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2685 #endif
2686
2687 #endif /* __KERNEL__ */
2688 #endif /* _LINUX_MM_H */