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