autofs: small cleanup in autofs_getpath()
[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 #include <linux/overflow.h>
29
30 struct mempolicy;
31 struct anon_vma;
32 struct anon_vma_chain;
33 struct file_ra_state;
34 struct user_struct;
35 struct writeback_control;
36 struct bdi_writeback;
37
38 void init_mm_internals(void);
39
40 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
41 extern unsigned long max_mapnr;
42
43 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
44 {
45         max_mapnr = limit;
46 }
47 #else
48 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
49 #endif
50
51 extern unsigned long totalram_pages;
52 extern void * high_memory;
53 extern int page_cluster;
54
55 #ifdef CONFIG_SYSCTL
56 extern int sysctl_legacy_va_layout;
57 #else
58 #define sysctl_legacy_va_layout 0
59 #endif
60
61 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
62 extern const int mmap_rnd_bits_min;
63 extern const int mmap_rnd_bits_max;
64 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
65 #endif
66 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
67 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
68 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
69 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
70 #endif
71
72 #include <asm/page.h>
73 #include <asm/pgtable.h>
74 #include <asm/processor.h>
75
76 #ifndef __pa_symbol
77 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
78 #endif
79
80 #ifndef page_to_virt
81 #define page_to_virt(x) __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(x)))
82 #endif
83
84 #ifndef lm_alias
85 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
86 #endif
87
88 /*
89  * To prevent common memory management code establishing
90  * a zero page mapping on a read fault.
91  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
92  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
93  * related to the physical page in case of virtualization.
94  */
95 #ifndef mm_forbids_zeropage
96 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
97 #endif
98
99 /*
100  * On some architectures it is expensive to call memset() for small sizes.
101  * Those architectures should provide their own implementation of "struct page"
102  * zeroing by defining this macro in <asm/pgtable.h>.
103  */
104 #ifndef mm_zero_struct_page
105 #define mm_zero_struct_page(pp)  ((void)memset((pp), 0, sizeof(struct page)))
106 #endif
107
108 /*
109  * Default maximum number of active map areas, this limits the number of vmas
110  * per mm struct. Users can overwrite this number by sysctl but there is a
111  * problem.
112  *
113  * When a program's coredump is generated as ELF format, a section is created
114  * per a vma. In ELF, the number of sections is represented in unsigned short.
115  * This means the number of sections should be smaller than 65535 at coredump.
116  * Because the kernel adds some informative sections to a image of program at
117  * generating coredump, we need some margin. The number of extra sections is
118  * 1-3 now and depends on arch. We use "5" as safe margin, here.
119  *
120  * ELF extended numbering allows more than 65535 sections, so 16-bit bound is
121  * not a hard limit any more. Although some userspace tools can be surprised by
122  * that.
123  */
124 #define MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN        (5)
125 #define DEFAULT_MAX_MAP_COUNT   (USHRT_MAX - MAPCOUNT_ELF_CORE_MARGIN)
126
127 extern int sysctl_max_map_count;
128
129 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
130 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
131
132 extern int sysctl_overcommit_memory;
133 extern int sysctl_overcommit_ratio;
134 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
135
136 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
137                                     size_t *, loff_t *);
138 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
139                                     size_t *, loff_t *);
140
141 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
142
143 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
144 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
145
146 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
147 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)(addr), PAGE_SIZE)
148
149 /*
150  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
151  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
152  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
153  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
154  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
155  * mmap() functions).
156  */
157
158 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
159
160 #ifndef CONFIG_MMU
161 extern struct rb_root nommu_region_tree;
162 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
163
164 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
165 #endif
166
167 /*
168  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
169  * When changing, update also include/trace/events/mmflags.h
170  */
171 #define VM_NONE         0x00000000
172
173 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
174 #define VM_WRITE        0x00000002
175 #define VM_EXEC         0x00000004
176 #define VM_SHARED       0x00000008
177
178 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
179 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
180 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
181 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
182 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
183
184 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
185 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
186 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
187 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
188 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
189
190 #define VM_LOCKED       0x00002000
191 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
192
193                                         /* Used by sys_madvise() */
194 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
195 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
196
197 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
198 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
199 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
200 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
201 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
202 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
203 #define VM_SYNC         0x00800000      /* Synchronous page faults */
204 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
205 #define VM_WIPEONFORK   0x02000000      /* Wipe VMA contents in child. */
206 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
207
208 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
209 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
210 #else
211 # define VM_SOFTDIRTY   0
212 #endif
213
214 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
215 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
216 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
217 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
218
219 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS
220 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_0      32      /* bit only usable on 64-bit architectures */
221 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_1      33      /* bit only usable on 64-bit architectures */
222 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_2      34      /* bit only usable on 64-bit architectures */
223 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_3      35      /* bit only usable on 64-bit architectures */
224 #define VM_HIGH_ARCH_BIT_4      36      /* bit only usable on 64-bit architectures */
225 #define VM_HIGH_ARCH_0  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_0)
226 #define VM_HIGH_ARCH_1  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_1)
227 #define VM_HIGH_ARCH_2  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_2)
228 #define VM_HIGH_ARCH_3  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_3)
229 #define VM_HIGH_ARCH_4  BIT(VM_HIGH_ARCH_BIT_4)
230 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_HIGH_VMA_FLAGS */
231
232 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS
233 # define VM_PKEY_SHIFT  VM_HIGH_ARCH_BIT_0
234 # define VM_PKEY_BIT0   VM_HIGH_ARCH_0  /* A protection key is a 4-bit value */
235 # define VM_PKEY_BIT1   VM_HIGH_ARCH_1  /* on x86 and 5-bit value on ppc64   */
236 # define VM_PKEY_BIT2   VM_HIGH_ARCH_2
237 # define VM_PKEY_BIT3   VM_HIGH_ARCH_3
238 #ifdef CONFIG_PPC
239 # define VM_PKEY_BIT4  VM_HIGH_ARCH_4
240 #else
241 # define VM_PKEY_BIT4  0
242 #endif
243 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */
244
245 #if defined(CONFIG_X86)
246 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
247 #elif defined(CONFIG_PPC)
248 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
249 #elif defined(CONFIG_PARISC)
250 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
251 #elif defined(CONFIG_IA64)
252 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
253 #elif defined(CONFIG_SPARC64)
254 # define VM_SPARC_ADI   VM_ARCH_1       /* Uses ADI tag for access control */
255 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_SPARC_ADI
256 #elif !defined(CONFIG_MMU)
257 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
258 #endif
259
260 #if defined(CONFIG_X86_INTEL_MPX)
261 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
262 # define VM_MPX         VM_HIGH_ARCH_4
263 #else
264 # define VM_MPX         VM_NONE
265 #endif
266
267 #ifndef VM_GROWSUP
268 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
269 #endif
270
271 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
272 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
273
274 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
275 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
276 #endif
277
278 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
279 #define VM_STACK        VM_GROWSUP
280 #else
281 #define VM_STACK        VM_GROWSDOWN
282 #endif
283
284 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_STACK | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
285
286 /*
287  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
288  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
289  */
290 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
291
292 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
293 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
294
295 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
296 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
297
298 /* Arch-specific flags to clear when updating VM flags on protection change */
299 #ifndef VM_ARCH_CLEAR
300 # define VM_ARCH_CLEAR  VM_NONE
301 #endif
302 #define VM_FLAGS_CLEAR  (ARCH_VM_PKEY_FLAGS | VM_ARCH_CLEAR)
303
304 /*
305  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
306  * low four bits) to a page protection mask..
307  */
308 extern pgprot_t protection_map[16];
309
310 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
311 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
312 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
313 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
314 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
315 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
316 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
317 #define FAULT_FLAG_REMOTE       0x80    /* faulting for non current tsk/mm */
318 #define FAULT_FLAG_INSTRUCTION  0x100   /* The fault was during an instruction fetch */
319
320 #define FAULT_FLAG_TRACE \
321         { FAULT_FLAG_WRITE,             "WRITE" }, \
322         { FAULT_FLAG_MKWRITE,           "MKWRITE" }, \
323         { FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY,       "ALLOW_RETRY" }, \
324         { FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT,      "RETRY_NOWAIT" }, \
325         { FAULT_FLAG_KILLABLE,          "KILLABLE" }, \
326         { FAULT_FLAG_TRIED,             "TRIED" }, \
327         { FAULT_FLAG_USER,              "USER" }, \
328         { FAULT_FLAG_REMOTE,            "REMOTE" }, \
329         { FAULT_FLAG_INSTRUCTION,       "INSTRUCTION" }
330
331 /*
332  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
333  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
334  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
335  *
336  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
337  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
338  *
339  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
340  */
341 struct vm_fault {
342         struct vm_area_struct *vma;     /* Target VMA */
343         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
344         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
345         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
346         unsigned long address;          /* Faulting virtual address */
347         pmd_t *pmd;                     /* Pointer to pmd entry matching
348                                          * the 'address' */
349         pud_t *pud;                     /* Pointer to pud entry matching
350                                          * the 'address'
351                                          */
352         pte_t orig_pte;                 /* Value of PTE at the time of fault */
353
354         struct page *cow_page;          /* Page handler may use for COW fault */
355         struct mem_cgroup *memcg;       /* Cgroup cow_page belongs to */
356         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
357                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
358                                          * is set (which is also implied by
359                                          * VM_FAULT_ERROR).
360                                          */
361         /* These three entries are valid only while holding ptl lock */
362         pte_t *pte;                     /* Pointer to pte entry matching
363                                          * the 'address'. NULL if the page
364                                          * table hasn't been allocated.
365                                          */
366         spinlock_t *ptl;                /* Page table lock.
367                                          * Protects pte page table if 'pte'
368                                          * is not NULL, otherwise pmd.
369                                          */
370         pgtable_t prealloc_pte;         /* Pre-allocated pte page table.
371                                          * vm_ops->map_pages() calls
372                                          * alloc_set_pte() from atomic context.
373                                          * do_fault_around() pre-allocates
374                                          * page table to avoid allocation from
375                                          * atomic context.
376                                          */
377 };
378
379 /* page entry size for vm->huge_fault() */
380 enum page_entry_size {
381         PE_SIZE_PTE = 0,
382         PE_SIZE_PMD,
383         PE_SIZE_PUD,
384 };
385
386 /*
387  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
388  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
389  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
390  */
391 struct vm_operations_struct {
392         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
393         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
394         int (*split)(struct vm_area_struct * area, unsigned long addr);
395         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
396         vm_fault_t (*fault)(struct vm_fault *vmf);
397         vm_fault_t (*huge_fault)(struct vm_fault *vmf,
398                         enum page_entry_size pe_size);
399         void (*map_pages)(struct vm_fault *vmf,
400                         pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
401         unsigned long (*pagesize)(struct vm_area_struct * area);
402
403         /* notification that a previously read-only page is about to become
404          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
405         vm_fault_t (*page_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
406
407         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
408         vm_fault_t (*pfn_mkwrite)(struct vm_fault *vmf);
409
410         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
411          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
412          */
413         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
414                       void *buf, int len, int write);
415
416         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
417          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
418          * vma to be dumped unconditionally. */
419         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
420
421 #ifdef CONFIG_NUMA
422         /*
423          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
424          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
425          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
426          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
427          * mempolicy.
428          */
429         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
430
431         /*
432          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
433          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
434          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
435          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
436          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
437          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
438          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
439          * policy.
440          */
441         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
442                                         unsigned long addr);
443 #endif
444         /*
445          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
446          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
447          * (using pte_page()) would not find the correct page.
448          */
449         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
450                                           unsigned long addr);
451 };
452
453 struct mmu_gather;
454 struct inode;
455
456 #define page_private(page)              ((page)->private)
457 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
458
459 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
460 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
461 {
462         return 0;
463 }
464 static inline int pud_devmap(pud_t pud)
465 {
466         return 0;
467 }
468 static inline int pgd_devmap(pgd_t pgd)
469 {
470         return 0;
471 }
472 #endif
473
474 /*
475  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
476  * files which need it (119 of them)
477  */
478 #include <linux/page-flags.h>
479 #include <linux/huge_mm.h>
480
481 /*
482  * Methods to modify the page usage count.
483  *
484  * What counts for a page usage:
485  * - cache mapping   (page->mapping)
486  * - private data    (page->private)
487  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
488  *   is counted separately
489  *
490  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
491  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
492  */
493
494 /*
495  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
496  */
497 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
498 {
499         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) == 0, page);
500         return page_ref_dec_and_test(page);
501 }
502
503 /*
504  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
505  * that is the case.
506  * This can be called when MMU is off so it must not access
507  * any of the virtual mappings.
508  */
509 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
510 {
511         return page_ref_add_unless(page, 1, 0);
512 }
513
514 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
515
516 enum {
517         REGION_INTERSECTS,
518         REGION_DISJOINT,
519         REGION_MIXED,
520 };
521
522 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, unsigned long flags,
523                       unsigned long desc);
524
525 /* Support for virtually mapped pages */
526 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
527 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
528
529 /*
530  * Determine if an address is within the vmalloc range
531  *
532  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
533  * is no special casing required.
534  */
535 static inline bool is_vmalloc_addr(const void *x)
536 {
537 #ifdef CONFIG_MMU
538         unsigned long addr = (unsigned long)x;
539
540         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
541 #else
542         return false;
543 #endif
544 }
545 #ifdef CONFIG_MMU
546 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
547 #else
548 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
549 {
550         return 0;
551 }
552 #endif
553
554 extern void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
555 static inline void *kvmalloc(size_t size, gfp_t flags)
556 {
557         return kvmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
558 }
559 static inline void *kvzalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
560 {
561         return kvmalloc_node(size, flags | __GFP_ZERO, node);
562 }
563 static inline void *kvzalloc(size_t size, gfp_t flags)
564 {
565         return kvmalloc(size, flags | __GFP_ZERO);
566 }
567
568 static inline void *kvmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
569 {
570         size_t bytes;
571
572         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
573                 return NULL;
574
575         return kvmalloc(bytes, flags);
576 }
577
578 extern void kvfree(const void *addr);
579
580 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
581 {
582         return &page[1].compound_mapcount;
583 }
584
585 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
586 {
587         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
588         page = compound_head(page);
589         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
590 }
591
592 /*
593  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
594  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
595  * and atomic_add_negative(-1).
596  */
597 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
598 {
599         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
600 }
601
602 int __page_mapcount(struct page *page);
603
604 static inline int page_mapcount(struct page *page)
605 {
606         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
607
608         if (unlikely(PageCompound(page)))
609                 return __page_mapcount(page);
610         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
611 }
612
613 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
614 int total_mapcount(struct page *page);
615 int page_trans_huge_mapcount(struct page *page, int *total_mapcount);
616 #else
617 static inline int total_mapcount(struct page *page)
618 {
619         return page_mapcount(page);
620 }
621 static inline int page_trans_huge_mapcount(struct page *page,
622                                            int *total_mapcount)
623 {
624         int mapcount = page_mapcount(page);
625         if (total_mapcount)
626                 *total_mapcount = mapcount;
627         return mapcount;
628 }
629 #endif
630
631 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
632 {
633         struct page *page = virt_to_page(x);
634
635         return compound_head(page);
636 }
637
638 void __put_page(struct page *page);
639
640 void put_pages_list(struct list_head *pages);
641
642 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
643
644 /*
645  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
646  * prototype for that function and accessor functions.
647  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
648  */
649 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
650
651 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
652 enum compound_dtor_id {
653         NULL_COMPOUND_DTOR,
654         COMPOUND_PAGE_DTOR,
655 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
656         HUGETLB_PAGE_DTOR,
657 #endif
658 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
659         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
660 #endif
661         NR_COMPOUND_DTORS,
662 };
663 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
664
665 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
666                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
667 {
668         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
669         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
670 }
671
672 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
673 {
674         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
675         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
676 }
677
678 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
679 {
680         if (!PageHead(page))
681                 return 0;
682         return page[1].compound_order;
683 }
684
685 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
686 {
687         page[1].compound_order = order;
688 }
689
690 void free_compound_page(struct page *page);
691
692 #ifdef CONFIG_MMU
693 /*
694  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
695  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
696  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
697  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
698  */
699 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
700 {
701         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
702                 pte = pte_mkwrite(pte);
703         return pte;
704 }
705
706 int alloc_set_pte(struct vm_fault *vmf, struct mem_cgroup *memcg,
707                 struct page *page);
708 int finish_fault(struct vm_fault *vmf);
709 int finish_mkwrite_fault(struct vm_fault *vmf);
710 #endif
711
712 /*
713  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
714  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
715  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
716  * only one copy in memory, at most, normally.
717  *
718  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
719  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
720  *   freelist management in the buddy allocator.
721  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
722  *
723  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
724  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
725  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
726  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
727  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
728  *
729  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
730  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
731  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
732  * and page->virtual store page management information, but all other fields
733  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
734  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
735  * subsequently been given references to it.
736  *
737  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
738  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
739  * The following discussion applies only to them.
740  *
741  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
742  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
743  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
744  * into the filesystem to release these pages.
745  *
746  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
747  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
748  * in units of PAGE_SIZE.
749  *
750  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
751  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
752  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
753  *
754  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
755  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
756  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
757  *
758  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
759  * rooted at mapping->i_pages, and indexed by offset.
760  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
761  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
762  *
763  * All pagecache pages may be subject to I/O:
764  * - inode pages may need to be read from disk,
765  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
766  *   to be written back to the inode on disk,
767  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
768  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
769  *   back into memory.
770  */
771
772 /*
773  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
774  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
775  */
776
777 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
778 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
779 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
780 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
781 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
782
783 /*
784  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
785  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
786  * the compiler will optimise away reference to them.
787  */
788 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
789 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
790 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
791 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
792
793 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
794 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
795 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
796 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
797                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
798 #else
799 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
800 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
801                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
802 #endif
803
804 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
805
806 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
807 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
808 #endif
809
810 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
811 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
812 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
813 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
814 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
815
816 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
817 {
818         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
819 }
820
821 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
822 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
823 {
824         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
825 }
826 #else
827 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
828 {
829         return false;
830 }
831 #endif
832
833 #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
834 void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page);
835 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
836 #define IS_HMM_ENABLED static_branch_unlikely(&device_private_key)
837 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page);
838 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page);
839 #else /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
840 static inline void put_zone_device_private_or_public_page(struct page *page)
841 {
842 }
843 #define IS_HMM_ENABLED 0
844 static inline bool is_device_private_page(const struct page *page)
845 {
846         return false;
847 }
848 static inline bool is_device_public_page(const struct page *page)
849 {
850         return false;
851 }
852 #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
853
854
855 static inline void get_page(struct page *page)
856 {
857         page = compound_head(page);
858         /*
859          * Getting a normal page or the head of a compound page
860          * requires to already have an elevated page->_refcount.
861          */
862         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) <= 0, page);
863         page_ref_inc(page);
864 }
865
866 static inline void put_page(struct page *page)
867 {
868         page = compound_head(page);
869
870         /*
871          * For private device pages we need to catch refcount transition from
872          * 2 to 1, when refcount reach one it means the private device page is
873          * free and we need to inform the device driver through callback. See
874          * include/linux/memremap.h and HMM for details.
875          */
876         if (IS_HMM_ENABLED && unlikely(is_device_private_page(page) ||
877             unlikely(is_device_public_page(page)))) {
878                 put_zone_device_private_or_public_page(page);
879                 return;
880         }
881
882         if (put_page_testzero(page))
883                 __put_page(page);
884 }
885
886 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
887 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
888 #endif
889
890 /*
891  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
892  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
893  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
894  * node id available in page flags.
895  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
896  * pages in a zone.
897  */
898 static inline int page_zone_id(struct page *page)
899 {
900         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
901 }
902
903 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
904 {
905 #ifdef CONFIG_NUMA
906         return zone->node;
907 #else
908         return 0;
909 #endif
910 }
911
912 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
913 extern int page_to_nid(const struct page *page);
914 #else
915 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
916 {
917         struct page *p = (struct page *)page;
918
919         return (PF_POISONED_CHECK(p)->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
920 }
921 #endif
922
923 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
924 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
925 {
926         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
927 }
928
929 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
930 {
931         return cpupid & LAST__PID_MASK;
932 }
933
934 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
935 {
936         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
937 }
938
939 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
940 {
941         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
942 }
943
944 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
945 {
946         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
947 }
948
949 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
950 {
951         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
952 }
953
954 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
955 {
956         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
957 }
958
959 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
960 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
961 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
962 {
963         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
964 }
965
966 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
967 {
968         return page->_last_cpupid;
969 }
970 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
971 {
972         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
973 }
974 #else
975 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
976 {
977         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
978 }
979
980 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
981
982 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
983 {
984         page->flags |= LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
985 }
986 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
987 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
988 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
989 {
990         return page_to_nid(page); /* XXX */
991 }
992
993 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
994 {
995         return page_to_nid(page); /* XXX */
996 }
997
998 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
999 {
1000         return -1;
1001 }
1002
1003 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
1004 {
1005         return -1;
1006 }
1007
1008 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
1009 {
1010         return -1;
1011 }
1012
1013 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
1014 {
1015         return -1;
1016 }
1017
1018 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
1019 {
1020         return 1;
1021 }
1022
1023 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
1024 {
1025 }
1026
1027 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
1028 {
1029         return false;
1030 }
1031 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1032
1033 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
1034 {
1035         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
1036 }
1037
1038 static inline pg_data_t *page_pgdat(const struct page *page)
1039 {
1040         return NODE_DATA(page_to_nid(page));
1041 }
1042
1043 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1044 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
1045 {
1046         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
1047         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
1048 }
1049
1050 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
1051 {
1052         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
1053 }
1054 #endif
1055
1056 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
1057 {
1058         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
1059         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
1060 }
1061
1062 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
1063 {
1064         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
1065         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
1066 }
1067
1068 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
1069         unsigned long node, unsigned long pfn)
1070 {
1071         set_page_zone(page, zone);
1072         set_page_node(page, node);
1073 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
1074         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
1075 #endif
1076 }
1077
1078 #ifdef CONFIG_MEMCG
1079 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1080 {
1081         return page->mem_cgroup;
1082 }
1083 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1084 {
1085         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1086         return READ_ONCE(page->mem_cgroup);
1087 }
1088 #else
1089 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
1090 {
1091         return NULL;
1092 }
1093 static inline struct mem_cgroup *page_memcg_rcu(struct page *page)
1094 {
1095         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1096         return NULL;
1097 }
1098 #endif
1099
1100 /*
1101  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
1102  */
1103 #include <linux/vmstat.h>
1104
1105 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
1106 {
1107         return page_to_virt(page);
1108 }
1109
1110 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1111 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
1112 #endif
1113
1114 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1115 static inline void *page_address(const struct page *page)
1116 {
1117         return page->virtual;
1118 }
1119 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
1120 {
1121         page->virtual = address;
1122 }
1123 #define page_address_init()  do { } while(0)
1124 #endif
1125
1126 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
1127 void *page_address(const struct page *page);
1128 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
1129 void page_address_init(void);
1130 #endif
1131
1132 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
1133 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
1134 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
1135 #define page_address_init()  do { } while(0)
1136 #endif
1137
1138 extern void *page_rmapping(struct page *page);
1139 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
1140 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1141
1142 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
1143
1144 static inline
1145 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
1146 {
1147         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1148                 return __page_file_mapping(page);
1149
1150         return page->mapping;
1151 }
1152
1153 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1154
1155 /*
1156  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1157  * use ->index whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1158  */
1159 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1160 {
1161         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1162                 return __page_file_index(page);
1163         return page->index;
1164 }
1165
1166 bool page_mapped(struct page *page);
1167 struct address_space *page_mapping(struct page *page);
1168 struct address_space *page_mapping_file(struct page *page);
1169
1170 /*
1171  * Return true only if the page has been allocated with
1172  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1173  * met implying that the system is under some pressure.
1174  */
1175 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1176 {
1177         /*
1178          * Page index cannot be this large so this must be
1179          * a pfmemalloc page.
1180          */
1181         return page->index == -1UL;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1186  * page.
1187  */
1188 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1189 {
1190         page->index = -1UL;
1191 }
1192
1193 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1194 {
1195         page->index = 0;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1200  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1201  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1202  */
1203
1204 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1205 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1206 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1207 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1208 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1209 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1210 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1211
1212 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1213 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1214 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1215 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1216 #define VM_FAULT_DONE_COW   0x1000      /* ->fault has fully handled COW */
1217 #define VM_FAULT_NEEDDSYNC  0x2000      /* ->fault did not modify page tables
1218                                          * and needs fsync() to complete (for
1219                                          * synchronous page faults in DAX) */
1220
1221 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1222                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1223                          VM_FAULT_FALLBACK)
1224
1225 #define VM_FAULT_RESULT_TRACE \
1226         { VM_FAULT_OOM,                 "OOM" }, \
1227         { VM_FAULT_SIGBUS,              "SIGBUS" }, \
1228         { VM_FAULT_MAJOR,               "MAJOR" }, \
1229         { VM_FAULT_WRITE,               "WRITE" }, \
1230         { VM_FAULT_HWPOISON,            "HWPOISON" }, \
1231         { VM_FAULT_HWPOISON_LARGE,      "HWPOISON_LARGE" }, \
1232         { VM_FAULT_SIGSEGV,             "SIGSEGV" }, \
1233         { VM_FAULT_NOPAGE,              "NOPAGE" }, \
1234         { VM_FAULT_LOCKED,              "LOCKED" }, \
1235         { VM_FAULT_RETRY,               "RETRY" }, \
1236         { VM_FAULT_FALLBACK,            "FALLBACK" }, \
1237         { VM_FAULT_DONE_COW,            "DONE_COW" }, \
1238         { VM_FAULT_NEEDDSYNC,           "NEEDDSYNC" }
1239
1240 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1241 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1242 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1243
1244 /*
1245  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1246  */
1247 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1248
1249 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1250
1251 /*
1252  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1253  * various contexts.
1254  */
1255 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1256
1257 extern void show_free_areas(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
1258
1259 extern bool can_do_mlock(void);
1260 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1261 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1262
1263 /*
1264  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1265  */
1266 struct zap_details {
1267         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1268         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1269         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1270 };
1271
1272 struct page *_vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1273                              pte_t pte, bool with_public_device);
1274 #define vm_normal_page(vma, addr, pte) _vm_normal_page(vma, addr, pte, false)
1275
1276 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1277                                 pmd_t pmd);
1278
1279 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1280                 unsigned long size);
1281 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1282                 unsigned long size);
1283 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1284                 unsigned long start, unsigned long end);
1285
1286 /**
1287  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1288  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1289  *             this handler should only handle pud_trans_huge() puds.
1290  *             the pmd_entry or pte_entry callbacks will be used for
1291  *             regular PUDs.
1292  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1293  *             this handler is required to be able to handle
1294  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1295  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1296  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1297  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1298  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1299  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1300  *             we walk over the current vma or not. Returning 0
1301  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1302  *             and a negative one means "abort current page table walk
1303  *             right now." 1 means "skip the current vma."
1304  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1305  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1306  * @private:   private data for callbacks' usage
1307  *
1308  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1309  */
1310 struct mm_walk {
1311         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1312                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1313         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1314                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1315         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1316                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1317         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1318                         struct mm_walk *walk);
1319         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1320                              unsigned long addr, unsigned long next,
1321                              struct mm_walk *walk);
1322         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1323                         struct mm_walk *walk);
1324         struct mm_struct *mm;
1325         struct vm_area_struct *vma;
1326         void *private;
1327 };
1328
1329 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1330                 struct mm_walk *walk);
1331 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1332 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1333                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1334 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1335                         struct vm_area_struct *vma);
1336 int follow_pte_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1337                              unsigned long *start, unsigned long *end,
1338                              pte_t **ptepp, pmd_t **pmdpp, spinlock_t **ptlp);
1339 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1340         unsigned long *pfn);
1341 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1342                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1343 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1344                         void *buf, int len, int write);
1345
1346 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1347 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1348 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1349 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1350 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1351 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1352 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1353
1354 #ifdef CONFIG_MMU
1355 extern int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1356                 unsigned int flags);
1357 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1358                             unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1359                             bool *unlocked);
1360 void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1361                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows);
1362 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1363                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1364 #else
1365 static inline int handle_mm_fault(struct vm_area_struct *vma,
1366                 unsigned long address, unsigned int flags)
1367 {
1368         /* should never happen if there's no MMU */
1369         BUG();
1370         return VM_FAULT_SIGBUS;
1371 }
1372 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1373                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1374                 unsigned int fault_flags, bool *unlocked)
1375 {
1376         /* should never happen if there's no MMU */
1377         BUG();
1378         return -EFAULT;
1379 }
1380 static inline void unmap_mapping_pages(struct address_space *mapping,
1381                 pgoff_t start, pgoff_t nr, bool even_cows) { }
1382 static inline void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1383                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows) { }
1384 #endif
1385
1386 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1387                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1388 {
1389         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1390 }
1391
1392 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
1393                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1394 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1395                 void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1396 extern int __access_remote_vm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1397                 unsigned long addr, void *buf, int len, unsigned int gup_flags);
1398
1399 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1400                             unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1401                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1402                             struct vm_area_struct **vmas, int *locked);
1403 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1404                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1405                             struct vm_area_struct **vmas);
1406 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1407                     unsigned int gup_flags, struct page **pages, int *locked);
1408 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1409                     struct page **pages, unsigned int gup_flags);
1410 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1411 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1412                             unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1413                             struct vm_area_struct **vmas);
1414 #else
1415 static inline long get_user_pages_longterm(unsigned long start,
1416                 unsigned long nr_pages, unsigned int gup_flags,
1417                 struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
1418 {
1419         return get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1420 }
1421 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1422
1423 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1424                         struct page **pages);
1425
1426 /* Container for pinned pfns / pages */
1427 struct frame_vector {
1428         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1429         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1430         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1431         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1432         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1433                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1434                                  * for access */
1435 };
1436
1437 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1438 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1439 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1440                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec);
1441 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1442 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1443 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1444
1445 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1446 {
1447         return vec->nr_frames;
1448 }
1449
1450 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1451 {
1452         if (vec->is_pfns) {
1453                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1454
1455                 if (err)
1456                         return ERR_PTR(err);
1457         }
1458         return (struct page **)(vec->ptrs);
1459 }
1460
1461 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1462 {
1463         if (!vec->is_pfns)
1464                 frame_vector_to_pfns(vec);
1465         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1466 }
1467
1468 struct kvec;
1469 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1470                         struct page **pages);
1471 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1472 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1473
1474 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1475 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1476                               unsigned int length);
1477
1478 void __set_page_dirty(struct page *, struct address_space *, int warn);
1479 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1480 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1481 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1482                                 struct page *page);
1483 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1484 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1485                           struct bdi_writeback *wb);
1486 int set_page_dirty(struct page *page);
1487 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1488 void __cancel_dirty_page(struct page *page);
1489 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
1490 {
1491         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
1492         if (PageDirty(page))
1493                 __cancel_dirty_page(page);
1494 }
1495 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1496
1497 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1498
1499 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1500 {
1501         return !vma->vm_ops;
1502 }
1503
1504 #ifdef CONFIG_SHMEM
1505 /*
1506  * The vma_is_shmem is not inline because it is used only by slow
1507  * paths in userfault.
1508  */
1509 bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma);
1510 #else
1511 static inline bool vma_is_shmem(struct vm_area_struct *vma) { return false; }
1512 #endif
1513
1514 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma);
1515
1516 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1517                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1518                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1519                 bool need_rmap_locks);
1520 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1521                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1522                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1523 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1524                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1525                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1526
1527 /*
1528  * doesn't attempt to fault and will return short.
1529  */
1530 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1531                           struct page **pages);
1532 /*
1533  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1534  */
1535 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1536 {
1537         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1538
1539 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1540         /*
1541          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1542          * But it's never be expected number for users.
1543          */
1544         if (val < 0)
1545                 val = 0;
1546 #endif
1547         return (unsigned long)val;
1548 }
1549
1550 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1551 {
1552         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1553 }
1554
1555 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1556 {
1557         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1558 }
1559
1560 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1561 {
1562         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1563 }
1564
1565 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1566 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1567 {
1568         if (PageSwapBacked(page))
1569                 return MM_SHMEMPAGES;
1570         return MM_FILEPAGES;
1571 }
1572
1573 static inline int mm_counter(struct page *page)
1574 {
1575         if (PageAnon(page))
1576                 return MM_ANONPAGES;
1577         return mm_counter_file(page);
1578 }
1579
1580 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1581 {
1582         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1583                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1584                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1585 }
1586
1587 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1588 {
1589         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1590 }
1591
1592 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1593 {
1594         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1595 }
1596
1597 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1598 {
1599         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1600
1601         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1602                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1603 }
1604
1605 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1606 {
1607         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1608                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1609 }
1610
1611 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1612 {
1613         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1614 }
1615
1616 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1617                                          struct mm_struct *mm)
1618 {
1619         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1620
1621         if (*maxrss < hiwater_rss)
1622                 *maxrss = hiwater_rss;
1623 }
1624
1625 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1626 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1627 #else
1628 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1629 {
1630 }
1631 #endif
1632
1633 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1634 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1635 {
1636         return 0;
1637 }
1638 #endif
1639
1640 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma, pgprot_t vm_page_prot);
1641
1642 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1643                                spinlock_t **ptl);
1644 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1645                                     spinlock_t **ptl)
1646 {
1647         pte_t *ptep;
1648         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1649         return ptep;
1650 }
1651
1652 #ifdef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
1653 static inline int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1654                                                 unsigned long address)
1655 {
1656         return 0;
1657 }
1658 #else
1659 int __p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1660 #endif
1661
1662 #if defined(__PAGETABLE_PUD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1663 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1664                                                 unsigned long address)
1665 {
1666         return 0;
1667 }
1668 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1669 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm) {}
1670
1671 #else
1672 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d, unsigned long address);
1673
1674 static inline void mm_inc_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1675 {
1676         atomic_long_add(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1677 }
1678
1679 static inline void mm_dec_nr_puds(struct mm_struct *mm)
1680 {
1681         atomic_long_sub(PTRS_PER_PUD * sizeof(pud_t), &mm->pgtables_bytes);
1682 }
1683 #endif
1684
1685 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1686 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1687                                                 unsigned long address)
1688 {
1689         return 0;
1690 }
1691
1692 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1693 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1694
1695 #else
1696 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1697
1698 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1699 {
1700         atomic_long_add(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1701 }
1702
1703 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1704 {
1705         atomic_long_sub(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t), &mm->pgtables_bytes);
1706 }
1707 #endif
1708
1709 #ifdef CONFIG_MMU
1710 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm)
1711 {
1712         atomic_long_set(&mm->pgtables_bytes, 0);
1713 }
1714
1715 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1716 {
1717         return atomic_long_read(&mm->pgtables_bytes);
1718 }
1719
1720 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1721 {
1722         atomic_long_add(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1723 }
1724
1725 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm)
1726 {
1727         atomic_long_sub(PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t), &mm->pgtables_bytes);
1728 }
1729 #else
1730
1731 static inline void mm_pgtables_bytes_init(struct mm_struct *mm) {}
1732 static inline unsigned long mm_pgtables_bytes(const struct mm_struct *mm)
1733 {
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 static inline void mm_inc_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1738 static inline void mm_dec_nr_ptes(struct mm_struct *mm) {}
1739 #endif
1740
1741 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1742 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1743
1744 /*
1745  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1746  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1747  */
1748 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1749
1750 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
1751 static inline p4d_t *p4d_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1752                 unsigned long address)
1753 {
1754         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __p4d_alloc(mm, pgd, address)) ?
1755                 NULL : p4d_offset(pgd, address);
1756 }
1757
1758 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, p4d_t *p4d,
1759                 unsigned long address)
1760 {
1761         return (unlikely(p4d_none(*p4d)) && __pud_alloc(mm, p4d, address)) ?
1762                 NULL : pud_offset(p4d, address);
1763 }
1764 #endif /* !__ARCH_HAS_5LEVEL_HACK */
1765
1766 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1767 {
1768         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1769                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1770 }
1771 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1772
1773 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1774 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1775 void __init ptlock_cache_init(void);
1776 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1777 extern void ptlock_free(struct page *page);
1778
1779 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1780 {
1781         return page->ptl;
1782 }
1783 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1784 static inline void ptlock_cache_init(void)
1785 {
1786 }
1787
1788 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1789 {
1790         return true;
1791 }
1792
1793 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1794 {
1795 }
1796
1797 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1798 {
1799         return &page->ptl;
1800 }
1801 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1802
1803 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1804 {
1805         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1806 }
1807
1808 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1809 {
1810         /*
1811          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1812          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1813          *
1814          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1815          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1816          */
1817         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1818         if (!ptlock_alloc(page))
1819                 return false;
1820         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1821         return true;
1822 }
1823
1824 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1825 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1826 {
1827         page->mapping = NULL;
1828         ptlock_free(page);
1829 }
1830
1831 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1832 /*
1833  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1834  */
1835 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1836 {
1837         return &mm->page_table_lock;
1838 }
1839 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1840 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1841 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1842 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1843
1844 static inline void pgtable_init(void)
1845 {
1846         ptlock_cache_init();
1847         pgtable_cache_init();
1848 }
1849
1850 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1851 {
1852         if (!ptlock_init(page))
1853                 return false;
1854         __SetPageTable(page);
1855         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1856         return true;
1857 }
1858
1859 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1860 {
1861         pte_lock_deinit(page);
1862         __ClearPageTable(page);
1863         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1864 }
1865
1866 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1867 ({                                                      \
1868         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1869         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1870         *(ptlp) = __ptl;                                \
1871         spin_lock(__ptl);                               \
1872         __pte;                                          \
1873 })
1874
1875 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1876         spin_unlock(ptl);                               \
1877         pte_unmap(pte);                                 \
1878 } while (0)
1879
1880 #define pte_alloc(mm, pmd, address)                     \
1881         (unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))
1882
1883 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1884         (pte_alloc(mm, pmd, address) ? NULL : pte_offset_map(pmd, address))
1885
1886 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1887         (pte_alloc(mm, pmd, address) ?                  \
1888                  NULL : pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1889
1890 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1891         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1892                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1893
1894 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1895
1896 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1897 {
1898         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1899         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1900 }
1901
1902 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1903 {
1904         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1905 }
1906
1907 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1908 {
1909 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1910         page->pmd_huge_pte = NULL;
1911 #endif
1912         return ptlock_init(page);
1913 }
1914
1915 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1916 {
1917 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1918         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1919 #endif
1920         ptlock_free(page);
1921 }
1922
1923 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1924
1925 #else
1926
1927 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1928 {
1929         return &mm->page_table_lock;
1930 }
1931
1932 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1933 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1934
1935 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1936
1937 #endif
1938
1939 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1940 {
1941         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1942         spin_lock(ptl);
1943         return ptl;
1944 }
1945
1946 /*
1947  * No scalability reason to split PUD locks yet, but follow the same pattern
1948  * as the PMD locks to make it easier if we decide to.  The VM should not be
1949  * considered ready to switch to split PUD locks yet; there may be places
1950  * which need to be converted from page_table_lock.
1951  */
1952 static inline spinlock_t *pud_lockptr(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1953 {
1954         return &mm->page_table_lock;
1955 }
1956
1957 static inline spinlock_t *pud_lock(struct mm_struct *mm, pud_t *pud)
1958 {
1959         spinlock_t *ptl = pud_lockptr(mm, pud);
1960
1961         spin_lock(ptl);
1962         return ptl;
1963 }
1964
1965 extern void __init pagecache_init(void);
1966 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1967 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1968                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1969 extern void free_initmem(void);
1970
1971 /*
1972  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1973  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1974  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1975  * Return pages freed into the buddy system.
1976  */
1977 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1978                                         int poison, char *s);
1979
1980 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1981 /*
1982  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1983  * and totalram_pages.
1984  */
1985 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1986 #endif
1987
1988 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1989 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1990
1991 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1992
1993 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1994 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1995 {
1996         ClearPageReserved(page);
1997         init_page_count(page);
1998         __free_page(page);
1999 }
2000
2001 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
2002 {
2003         __free_reserved_page(page);
2004         adjust_managed_page_count(page, 1);
2005 }
2006
2007 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
2008 {
2009         SetPageReserved(page);
2010         adjust_managed_page_count(page, -1);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
2015  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
2016  * range [0, UCHAR_MAX].
2017  * Return pages freed into the buddy system.
2018  */
2019 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
2020 {
2021         extern char __init_begin[], __init_end[];
2022
2023         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
2024                                   poison, "unused kernel");
2025 }
2026
2027 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
2028 {
2029         int nid;
2030         unsigned long phys_pages = 0;
2031
2032         for_each_online_node(nid)
2033                 phys_pages += node_present_pages(nid);
2034
2035         return phys_pages;
2036 }
2037
2038 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
2039 /*
2040  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
2041  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
2042  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
2043  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
2044  * free_area_init_node()
2045  *
2046  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
2047  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
2048  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
2049  * usage, an architecture is expected to do something like
2050  *
2051  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
2052  *                                                       max_highmem_pfn};
2053  * for_each_valid_physical_page_range()
2054  *      memblock_add_node(base, size, nid)
2055  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
2056  *
2057  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
2058  * registered physical page range.  Similarly
2059  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
2060  * each range when SPARSEMEM is enabled.
2061  *
2062  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
2063  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
2064  */
2065 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
2066 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
2067 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
2068                                                 unsigned long end_pfn);
2069 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
2070                                                 unsigned long end_pfn);
2071 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
2072                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
2073 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
2074 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
2075                                                 unsigned long max_low_pfn);
2076 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
2077
2078 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
2079
2080 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
2081     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
2082 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2083                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
2084 {
2085         return 0;
2086 }
2087 #else
2088 /* please see mm/page_alloc.c */
2089 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
2090 /* there is a per-arch backend function. */
2091 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
2092                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
2093 #endif
2094
2095 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK
2096 void zero_resv_unavail(void);
2097 #else
2098 static inline void zero_resv_unavail(void) {}
2099 #endif
2100
2101 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
2102 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long,
2103                 enum memmap_context, struct vmem_altmap *);
2104 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
2105 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
2106 extern void mem_init(void);
2107 extern void __init mmap_init(void);
2108 extern void show_mem(unsigned int flags, nodemask_t *nodemask);
2109 extern long si_mem_available(void);
2110 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
2111 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
2112 #ifdef __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
2113 extern unsigned long arch_reserved_kernel_pages(void);
2114 #endif
2115
2116 extern __printf(3, 4)
2117 void warn_alloc(gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask, const char *fmt, ...);
2118
2119 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
2120
2121 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
2122 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
2123
2124 /* page_alloc.c */
2125 extern int min_free_kbytes;
2126 extern int watermark_scale_factor;
2127
2128 /* nommu.c */
2129 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
2130 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
2131
2132 /* interval_tree.c */
2133 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
2134                               struct rb_root_cached *root);
2135 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
2136                                     struct vm_area_struct *prev,
2137                                     struct rb_root_cached *root);
2138 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
2139                               struct rb_root_cached *root);
2140 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2141                                 unsigned long start, unsigned long last);
2142 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
2143                                 unsigned long start, unsigned long last);
2144
2145 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
2146         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
2147              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
2148
2149 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
2150                                    struct rb_root_cached *root);
2151 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
2152                                    struct rb_root_cached *root);
2153 struct anon_vma_chain *
2154 anon_vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root_cached *root,
2155                                   unsigned long start, unsigned long last);
2156 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
2157         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
2158 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
2159 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
2160 #endif
2161
2162 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
2163         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
2164              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
2165
2166 /* mmap.c */
2167 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
2168 extern int __vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2169         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert,
2170         struct vm_area_struct *expand);
2171 static inline int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
2172         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert)
2173 {
2174         return __vma_adjust(vma, start, end, pgoff, insert, NULL);
2175 }
2176 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
2177         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
2178         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
2179         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
2180 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
2181 extern int __split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2182         unsigned long addr, int new_below);
2183 extern int split_vma(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2184         unsigned long addr, int new_below);
2185 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
2186 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
2187         struct rb_node **, struct rb_node *);
2188 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
2189 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
2190         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
2191         bool *need_rmap_locks);
2192 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
2193
2194 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
2195                                     unsigned long new,
2196                                     unsigned long start,
2197                                     unsigned long end_data,
2198                                     unsigned long start_data)
2199 {
2200         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
2201                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
2202                         return -ENOSPC;
2203         }
2204
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
2209 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
2210
2211 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
2212 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
2213 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
2214
2215 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
2216 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
2217
2218 extern bool vma_is_special_mapping(const struct vm_area_struct *vma,
2219                                    const struct vm_special_mapping *sm);
2220 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2221                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2222                                    unsigned long flags,
2223                                    const struct vm_special_mapping *spec);
2224 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
2225 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
2226                                    unsigned long addr, unsigned long len,
2227                                    unsigned long flags, struct page **pages);
2228
2229 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2230
2231 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
2232         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff,
2233         struct list_head *uf);
2234 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
2235         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2236         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2237         struct list_head *uf);
2238 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t,
2239                      struct list_head *uf);
2240
2241 static inline unsigned long
2242 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
2243         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
2244         unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
2245         struct list_head *uf)
2246 {
2247         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate, uf);
2248 }
2249
2250 #ifdef CONFIG_MMU
2251 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
2252                          int ignore_errors);
2253 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
2254 {
2255         /* Ignore errors */
2256         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
2257 }
2258 #else
2259 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
2260 #endif
2261
2262 /* These take the mm semaphore themselves */
2263 extern int __must_check vm_brk(unsigned long, unsigned long);
2264 extern int __must_check vm_brk_flags(unsigned long, unsigned long, unsigned long);
2265 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
2266 extern unsigned long __must_check vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2267         unsigned long, unsigned long,
2268         unsigned long, unsigned long);
2269
2270 struct vm_unmapped_area_info {
2271 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2272         unsigned long flags;
2273         unsigned long length;
2274         unsigned long low_limit;
2275         unsigned long high_limit;
2276         unsigned long align_mask;
2277         unsigned long align_offset;
2278 };
2279
2280 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2281 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2282
2283 /*
2284  * Search for an unmapped address range.
2285  *
2286  * We are looking for a range that:
2287  * - does not intersect with any VMA;
2288  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2289  * - is at least the desired size.
2290  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2291  */
2292 static inline unsigned long
2293 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2294 {
2295         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2296                 return unmapped_area_topdown(info);
2297         else
2298                 return unmapped_area(info);
2299 }
2300
2301 /* truncate.c */
2302 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2303 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2304                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2305 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2306
2307 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2308 extern vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf);
2309 extern void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2310                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff);
2311 extern vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf);
2312
2313 /* mm/page-writeback.c */
2314 int __must_check write_one_page(struct page *page);
2315 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2316
2317 /* readahead.c */
2318 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2319 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2320
2321 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2322                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2323
2324 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2325                                struct file_ra_state *ra,
2326                                struct file *filp,
2327                                pgoff_t offset,
2328                                unsigned long size);
2329
2330 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2331                                 struct file_ra_state *ra,
2332                                 struct file *filp,
2333                                 struct page *pg,
2334                                 pgoff_t offset,
2335                                 unsigned long size);
2336
2337 extern unsigned long stack_guard_gap;
2338 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2339 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2340
2341 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2342 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2343                 unsigned long address);
2344 #if VM_GROWSUP
2345 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2346 #else
2347   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2348 #endif
2349
2350 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2351 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2352 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2353                                              struct vm_area_struct **pprev);
2354
2355 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2356    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2357 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2358 {
2359         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2360
2361         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2362                 vma = NULL;
2363         return vma;
2364 }
2365
2366 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2367 {
2368         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2369
2370         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2371                 vm_start -= stack_guard_gap;
2372                 if (vm_start > vma->vm_start)
2373                         vm_start = 0;
2374         }
2375         return vm_start;
2376 }
2377
2378 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2379 {
2380         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2381
2382         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2383                 vm_end += stack_guard_gap;
2384                 if (vm_end < vma->vm_end)
2385                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2386         }
2387         return vm_end;
2388 }
2389
2390 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2391 {
2392         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2393 }
2394
2395 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2396 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2397                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2398 {
2399         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2400
2401         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2402                 vma = NULL;
2403
2404         return vma;
2405 }
2406
2407 #ifdef CONFIG_MMU
2408 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2409 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2410 #else
2411 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2412 {
2413         return __pgprot(0);
2414 }
2415 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2416 {
2417         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2418 }
2419 #endif
2420
2421 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2422 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2423                         unsigned long start, unsigned long end);
2424 #endif
2425
2426 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2427 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2428                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2429 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2430 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2431                         unsigned long pfn);
2432 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2433                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2434 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2435                         pfn_t pfn);
2436 vm_fault_t vmf_insert_mixed_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
2437                 unsigned long addr, pfn_t pfn);
2438 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2439
2440 static inline vm_fault_t vmf_insert_page(struct vm_area_struct *vma,
2441                                 unsigned long addr, struct page *page)
2442 {
2443         int err = vm_insert_page(vma, addr, page);
2444
2445         if (err == -ENOMEM)
2446                 return VM_FAULT_OOM;
2447         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2448                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2449
2450         return VM_FAULT_NOPAGE;
2451 }
2452
2453 static inline vm_fault_t vmf_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma,
2454                                 unsigned long addr, pfn_t pfn)
2455 {
2456         int err = vm_insert_mixed(vma, addr, pfn);
2457
2458         if (err == -ENOMEM)
2459                 return VM_FAULT_OOM;
2460         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2461                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2462
2463         return VM_FAULT_NOPAGE;
2464 }
2465
2466 static inline vm_fault_t vmf_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma,
2467                         unsigned long addr, unsigned long pfn)
2468 {
2469         int err = vm_insert_pfn(vma, addr, pfn);
2470
2471         if (err == -ENOMEM)
2472                 return VM_FAULT_OOM;
2473         if (err < 0 && err != -EBUSY)
2474                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2475
2476         return VM_FAULT_NOPAGE;
2477 }
2478
2479 static inline vm_fault_t vmf_error(int err)
2480 {
2481         if (err == -ENOMEM)
2482                 return VM_FAULT_OOM;
2483         return VM_FAULT_SIGBUS;
2484 }
2485
2486 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2487                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2488                               unsigned int *page_mask);
2489
2490 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2491                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2492 {
2493         unsigned int unused_page_mask;
2494         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2495 }
2496
2497 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2498 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2499 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2500 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2501 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2502 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2503                                  * and return without waiting upon it */
2504 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2505 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2506 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2507 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2508 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2509 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2510 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2511 #define FOLL_REMOTE     0x2000  /* we are working on non-current tsk/mm */
2512 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2513 #define FOLL_ANON       0x8000  /* don't do file mappings */
2514
2515 static inline int vm_fault_to_errno(int vm_fault, int foll_flags)
2516 {
2517         if (vm_fault & VM_FAULT_OOM)
2518                 return -ENOMEM;
2519         if (vm_fault & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
2520                 return (foll_flags & FOLL_HWPOISON) ? -EHWPOISON : -EFAULT;
2521         if (vm_fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
2522                 return -EFAULT;
2523         return 0;
2524 }
2525
2526 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2527                         void *data);
2528 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2529                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2530
2531
2532 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2533 extern bool page_poisoning_enabled(void);
2534 extern void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2535 #else
2536 static inline bool page_poisoning_enabled(void) { return false; }
2537 static inline void kernel_poison_pages(struct page *page, int numpages,
2538                                         int enable) { }
2539 #endif
2540
2541 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2542 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2543 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2544
2545 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2546 {
2547         return _debug_pagealloc_enabled;
2548 }
2549
2550 static inline void
2551 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2552 {
2553         if (!debug_pagealloc_enabled())
2554                 return;
2555
2556         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2557 }
2558 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2559 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2560 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2561 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2562 static inline void
2563 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2564 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2565 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2566 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2567 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2568 {
2569         return false;
2570 }
2571 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2572
2573 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2574 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2575 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2576 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2577 #else
2578 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2579 {
2580         return NULL;
2581 }
2582 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2583 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2584 {
2585         return 0;
2586 }
2587 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2588
2589 extern bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm);
2590
2591 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2592 extern int sysctl_drop_caches;
2593 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2594                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2595 #endif
2596
2597 void drop_slab(void);
2598 void drop_slab_node(int nid);
2599
2600 #ifndef CONFIG_MMU
2601 #define randomize_va_space 0
2602 #else
2603 extern int randomize_va_space;
2604 #endif
2605
2606 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2607 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2608
2609 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2610                                    unsigned long pnum_begin,
2611                                    unsigned long pnum_end,
2612                                    unsigned long map_count,
2613                                    int nodeid);
2614
2615 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid,
2616                 struct vmem_altmap *altmap);
2617 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2618 p4d_t *vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2619 pud_t *vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node);
2620 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2621 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2622 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2623 struct vmem_altmap;
2624 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2625 void *altmap_alloc_block_buf(unsigned long size, struct vmem_altmap *altmap);
2626 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2627 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2628                                int node);
2629 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
2630                 struct vmem_altmap *altmap);
2631 void vmemmap_populate_print_last(void);
2632 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2633 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
2634                 struct vmem_altmap *altmap);
2635 #endif
2636 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2637                                   unsigned long nr_pages);
2638
2639 enum mf_flags {
2640         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2641         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2642         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2643         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2644 };
2645 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int flags);
2646 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags);
2647 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2648 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2649 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2650 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2651 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2652 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2653 extern atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly;
2654 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2655
2656
2657 /*
2658  * Error handlers for various types of pages.
2659  */
2660 enum mf_result {
2661         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2662         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2663         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2664         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2665 };
2666
2667 enum mf_action_page_type {
2668         MF_MSG_KERNEL,
2669         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2670         MF_MSG_SLAB,
2671         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2672         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2673         MF_MSG_HUGE,
2674         MF_MSG_FREE_HUGE,
2675         MF_MSG_NON_PMD_HUGE,
2676         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2677         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2678         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2679         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2680         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2681         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2682         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2683         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2684         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2685         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2686         MF_MSG_BUDDY,
2687         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2688         MF_MSG_UNKNOWN,
2689 };
2690
2691 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2692 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2693                             unsigned long addr_hint,
2694                             unsigned int pages_per_huge_page);
2695 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2696                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2697                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2698 extern long copy_huge_page_from_user(struct page *dst_page,
2699                                 const void __user *usr_src,
2700                                 unsigned int pages_per_huge_page,
2701                                 bool allow_pagefault);
2702 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2703
2704 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2705
2706 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2707 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2708 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2709
2710 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2711 {
2712         return _debug_guardpage_minorder;
2713 }
2714
2715 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2716 {
2717         return _debug_guardpage_enabled;
2718 }
2719
2720 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2721 {
2722         struct page_ext *page_ext;
2723
2724         if (!debug_guardpage_enabled())
2725                 return false;
2726
2727         page_ext = lookup_page_ext(page);
2728         if (unlikely(!page_ext))
2729                 return false;
2730
2731         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2732 }
2733 #else
2734 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2735 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2736 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2737 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2738
2739 #if MAX_NUMNODES > 1
2740 void __init setup_nr_node_ids(void);
2741 #else
2742 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2743 #endif
2744
2745 #endif /* __KERNEL__ */
2746 #endif /* _LINUX_MM_H */