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