2348db26bc3d969d58b18253b975ef8042d8d278
[pandora-kernel.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/gfp.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/prio_tree.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/range.h>
16 #include <linux/pfn.h>
17 #include <linux/bit_spinlock.h>
18
19 struct mempolicy;
20 struct anon_vma;
21 struct file_ra_state;
22 struct user_struct;
23 struct writeback_control;
24
25 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
26 extern unsigned long max_mapnr;
27 #endif
28
29 extern unsigned long num_physpages;
30 extern unsigned long totalram_pages;
31 extern void * high_memory;
32 extern int page_cluster;
33
34 #ifdef CONFIG_SYSCTL
35 extern int sysctl_legacy_va_layout;
36 #else
37 #define sysctl_legacy_va_layout 0
38 #endif
39
40 #include <asm/page.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/processor.h>
43
44 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
45
46 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
47 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
48
49 /*
50  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
51  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
52  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
53  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
54  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
55  * mmap() functions).
56  */
57
58 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
59
60 #ifndef CONFIG_MMU
61 extern struct rb_root nommu_region_tree;
62 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
63
64 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
65 #endif
66
67 /*
68  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
69  */
70 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
71 #define VM_WRITE        0x00000002
72 #define VM_EXEC         0x00000004
73 #define VM_SHARED       0x00000008
74
75 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
76 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
77 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
78 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
79 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
80
81 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
82 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
83 #define VM_GROWSUP      0x00000200
84 #else
85 #define VM_GROWSUP      0x00000000
86 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
87 #endif
88 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
89 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
90
91 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
92 #define VM_LOCKED       0x00002000
93 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
94
95                                         /* Used by sys_madvise() */
96 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
97 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
98
99 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
100 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
101 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
102 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
103 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
104 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
105 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
106 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
107 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
108 #else
109 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
110 #endif
111 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
112 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
113
114 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
115 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
116 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
117 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
118 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
119
120 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
121 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
122
123 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
124 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
125 #endif
126
127 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
128 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
129 #else
130 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
131 #endif
132
133 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
134 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
135 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
136 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
137 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
138
139 /*
140  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
141  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
142  */
143 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
144
145 /*
146  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
147  * low four bits) to a page protection mask..
148  */
149 extern pgprot_t protection_map[16];
150
151 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
152 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
153 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
154 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
155 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
156
157 /*
158  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
159  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
160  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
161  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
162  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
163  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
164  */
165 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
166 {
167         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
168 }
169
170 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
171 {
172         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
173 }
174
175 /*
176  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
177  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
178  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
179  *
180  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
181  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
182  * mapping support.
183  */
184 struct vm_fault {
185         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
186         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
187         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
188
189         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
190                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
191                                          * is set (which is also implied by
192                                          * VM_FAULT_ERROR).
193                                          */
194 };
195
196 /*
197  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
198  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
199  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
200  */
201 struct vm_operations_struct {
202         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
203         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
204         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
205
206         /* notification that a previously read-only page is about to become
207          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
208         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
209
210         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
211          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
212          */
213         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
214                       void *buf, int len, int write);
215 #ifdef CONFIG_NUMA
216         /*
217          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
218          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
219          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
220          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
221          * mempolicy.
222          */
223         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
224
225         /*
226          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
227          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
228          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
229          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
230          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
231          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
232          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
233          * policy.
234          */
235         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
236                                         unsigned long addr);
237         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
238                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
239 #endif
240 };
241
242 struct mmu_gather;
243 struct inode;
244
245 #define page_private(page)              ((page)->private)
246 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
247
248 /*
249  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
250  * files which need it (119 of them)
251  */
252 #include <linux/page-flags.h>
253 #include <linux/huge_mm.h>
254
255 /*
256  * Methods to modify the page usage count.
257  *
258  * What counts for a page usage:
259  * - cache mapping   (page->mapping)
260  * - private data    (page->private)
261  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
262  *   is counted separately
263  *
264  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
265  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
266  */
267
268 /*
269  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
270  */
271 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
272 {
273         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
274         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
275 }
276
277 /*
278  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
279  * that is the case.
280  */
281 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
282 {
283         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
284 }
285
286 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
287
288 /* Support for virtually mapped pages */
289 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
290 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
291
292 /*
293  * Determine if an address is within the vmalloc range
294  *
295  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
296  * is no special casing required.
297  */
298 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
299 {
300 #ifdef CONFIG_MMU
301         unsigned long addr = (unsigned long)x;
302
303         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
304 #else
305         return 0;
306 #endif
307 }
308 #ifdef CONFIG_MMU
309 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
310 #else
311 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
312 {
313         return 0;
314 }
315 #endif
316
317 static inline void compound_lock(struct page *page)
318 {
319 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
320         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
321 #endif
322 }
323
324 static inline void compound_unlock(struct page *page)
325 {
326 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
327         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
328 #endif
329 }
330
331 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
332 {
333         unsigned long uninitialized_var(flags);
334 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
335         local_irq_save(flags);
336         compound_lock(page);
337 #endif
338         return flags;
339 }
340
341 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
342                                               unsigned long flags)
343 {
344 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
345         compound_unlock(page);
346         local_irq_restore(flags);
347 #endif
348 }
349
350 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
351 {
352         if (unlikely(PageTail(page)))
353                 return page->first_page;
354         return page;
355 }
356
357 static inline int page_count(struct page *page)
358 {
359         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
360 }
361
362 static inline void get_page(struct page *page)
363 {
364         /*
365          * Getting a normal page or the head of a compound page
366          * requires to already have an elevated page->_count. Only if
367          * we're getting a tail page, the elevated page->_count is
368          * required only in the head page, so for tail pages the
369          * bugcheck only verifies that the page->_count isn't
370          * negative.
371          */
372         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) < !PageTail(page));
373         atomic_inc(&page->_count);
374         /*
375          * Getting a tail page will elevate both the head and tail
376          * page->_count(s).
377          */
378         if (unlikely(PageTail(page))) {
379                 /*
380                  * This is safe only because
381                  * __split_huge_page_refcount can't run under
382                  * get_page().
383                  */
384                 VM_BUG_ON(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0);
385                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
386         }
387 }
388
389 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
390 {
391         struct page *page = virt_to_page(x);
392         return compound_head(page);
393 }
394
395 /*
396  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
397  * the first time (boot or memory hotplug)
398  */
399 static inline void init_page_count(struct page *page)
400 {
401         atomic_set(&page->_count, 1);
402 }
403
404 /*
405  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
406  * (see mm/page_alloc.c).
407  *
408  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
409  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
410  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
411  * efficiently by most CPU architectures.
412  */
413 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
414
415 static inline int PageBuddy(struct page *page)
416 {
417         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
418 }
419
420 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
421 {
422         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
423         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
424 }
425
426 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
427 {
428         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
429         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
430 }
431
432 void put_page(struct page *page);
433 void put_pages_list(struct list_head *pages);
434
435 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
436 int split_free_page(struct page *page);
437
438 /*
439  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
440  * prototype for that function and accessor functions.
441  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
442  */
443 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
444
445 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
446                                                 compound_page_dtor *dtor)
447 {
448         page[1].lru.next = (void *)dtor;
449 }
450
451 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
452 {
453         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
454 }
455
456 static inline int compound_order(struct page *page)
457 {
458         if (!PageHead(page))
459                 return 0;
460         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
461 }
462
463 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
464 {
465         int order;
466         unsigned long flags;
467
468         if (!PageHead(page))
469                 return 0;
470
471         flags = compound_lock_irqsave(page);
472         order = compound_order(page);
473         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
474         return order;
475 }
476
477 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
478 {
479         page[1].lru.prev = (void *)order;
480 }
481
482 #ifdef CONFIG_MMU
483 /*
484  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
485  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
486  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
487  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
488  */
489 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
490 {
491         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
492                 pte = pte_mkwrite(pte);
493         return pte;
494 }
495 #endif
496
497 /*
498  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
499  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
500  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
501  * only one copy in memory, at most, normally.
502  *
503  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
504  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
505  *   freelist management in the buddy allocator.
506  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
507  *
508  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
509  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
510  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
511  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
512  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
513  *
514  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
515  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
516  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
517  * and page->virtual store page management information, but all other fields
518  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
519  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
520  * subsequently been given references to it.
521  *
522  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
523  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
524  * The following discussion applies only to them.
525  *
526  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
527  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
528  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
529  * into the filesystem to release these pages.
530  *
531  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
532  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
533  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
534  *
535  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
536  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
537  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
538  *
539  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
540  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
541  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
542  *
543  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
544  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
545  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
546  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
547  *
548  * All pagecache pages may be subject to I/O:
549  * - inode pages may need to be read from disk,
550  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
551  *   to be written back to the inode on disk,
552  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
553  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
554  *   back into memory.
555  */
556
557 /*
558  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
559  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
560  */
561
562
563 /*
564  * page->flags layout:
565  *
566  * There are three possibilities for how page->flags get
567  * laid out.  The first is for the normal case, without
568  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
569  * plenty of space for node and section.  The last is when
570  * we have run out of space and have to fall back to an
571  * alternate (slower) way of determining the node.
572  *
573  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
574  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
575  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
576  */
577 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
578 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
579 #else
580 #define SECTIONS_WIDTH          0
581 #endif
582
583 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
584
585 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
586 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
587 #else
588 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
589 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
590 #endif
591 #define NODES_WIDTH             0
592 #endif
593
594 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
595 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
596 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
597 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
598
599 /*
600  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
601  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
602  */
603 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
604 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
605 #endif
606
607 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
608 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
609 #endif
610
611 /*
612  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
613  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
614  * the compiler will optimise away reference to them.
615  */
616 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
617 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
618 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
619
620 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
621 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
622 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
623 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
624                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
625 #else
626 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
627 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
628                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
629 #endif
630
631 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
632
633 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
634 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
635 #endif
636
637 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
638 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
639 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
640 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
641
642 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
643 {
644         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
645 }
646
647 /*
648  * The identification function is only used by the buddy allocator for
649  * determining if two pages could be buddies. We are not really
650  * identifying a zone since we could be using a the section number
651  * id if we have not node id available in page flags.
652  * We guarantee only that it will return the same value for two
653  * combinable pages in a zone.
654  */
655 static inline int page_zone_id(struct page *page)
656 {
657         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
658 }
659
660 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
661 {
662 #ifdef CONFIG_NUMA
663         return zone->node;
664 #else
665         return 0;
666 #endif
667 }
668
669 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
670 extern int page_to_nid(struct page *page);
671 #else
672 static inline int page_to_nid(struct page *page)
673 {
674         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
675 }
676 #endif
677
678 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
679 {
680         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
681 }
682
683 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
684 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
685 {
686         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
687 }
688 #endif
689
690 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
691 {
692         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
693         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
694 }
695
696 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
697 {
698         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
699         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
700 }
701
702 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
703 {
704         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
705         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
706 }
707
708 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
709         unsigned long node, unsigned long pfn)
710 {
711         set_page_zone(page, zone);
712         set_page_node(page, node);
713         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
714 }
715
716 /*
717  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
718  */
719 #include <linux/vmstat.h>
720
721 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
722 {
723         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
724 }
725
726 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
727 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
728 #endif
729
730 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
731 #define page_address(page) ((page)->virtual)
732 #define set_page_address(page, address)                 \
733         do {                                            \
734                 (page)->virtual = (address);            \
735         } while(0)
736 #define page_address_init()  do { } while(0)
737 #endif
738
739 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
740 void *page_address(struct page *page);
741 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
742 void page_address_init(void);
743 #endif
744
745 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
746 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
747 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
748 #define page_address_init()  do { } while(0)
749 #endif
750
751 /*
752  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
753  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
754  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
755  *
756  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
757  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
758  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
759  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
760  *
761  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
762  *
763  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
764  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
765  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
766  */
767 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
768 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
769 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
770
771 extern struct address_space swapper_space;
772 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
773 {
774         struct address_space *mapping = page->mapping;
775
776         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
777         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
778                 mapping = &swapper_space;
779         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
780                 mapping = NULL;
781         return mapping;
782 }
783
784 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
785 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
786 {
787         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
788 }
789
790 static inline int PageAnon(struct page *page)
791 {
792         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
793 }
794
795 /*
796  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
797  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
798  */
799 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
800 {
801         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
802                 return page_private(page);
803         return page->index;
804 }
805
806 /*
807  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
808  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
809  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
810  */
811 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
812 {
813         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
814 }
815
816 static inline int page_mapcount(struct page *page)
817 {
818         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
819 }
820
821 /*
822  * Return true if this page is mapped into pagetables.
823  */
824 static inline int page_mapped(struct page *page)
825 {
826         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
827 }
828
829 /*
830  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
831  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
832  * just gets major/minor fault counters bumped up.
833  */
834
835 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
836
837 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
838 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
839 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
840 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
841 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
842 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
843
844 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
845 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
846 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
847
848 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
849
850 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
851                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
852
853 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
854 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
855 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
856
857 /*
858  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
859  */
860 extern void pagefault_out_of_memory(void);
861
862 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
863
864 /*
865  * Flags passed to show_mem() and __show_free_areas() to suppress output in
866  * various contexts.
867  */
868 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
869
870 extern void show_free_areas(void);
871 extern void __show_free_areas(unsigned int flags);
872
873 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
874 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
875 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
876
877 #ifndef CONFIG_MMU
878 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
879                                              unsigned long addr,
880                                              unsigned long len,
881                                              unsigned long pgoff,
882                                              unsigned long flags);
883 #endif
884
885 extern int can_do_mlock(void);
886 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
887 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
888
889 /*
890  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
891  */
892 struct zap_details {
893         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
894         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
895         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
896         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
897         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
898         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
899 };
900
901 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
902                 pte_t pte);
903
904 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
905                 unsigned long size);
906 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
907                 unsigned long size, struct zap_details *);
908 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
909                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
910                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
911                 struct zap_details *);
912
913 /**
914  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
915  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
916  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
917  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
918  *             this handler is required to be able to handle
919  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
920  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
921  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
922  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
923  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
924  *
925  * (see walk_page_range for more details)
926  */
927 struct mm_walk {
928         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
929         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
930         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
931         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
932         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
933         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
934                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
935         struct mm_struct *mm;
936         void *private;
937 };
938
939 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
940                 struct mm_walk *walk);
941 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
942                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
943 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
944                         struct vm_area_struct *vma);
945 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
946                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
947 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
948         unsigned long *pfn);
949 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
950                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
951 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
952                         void *buf, int len, int write);
953
954 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
955                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
956 {
957         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
958 }
959
960 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
961 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
962 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
963 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
964
965 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
966 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
967
968 int invalidate_inode_page(struct page *page);
969
970 #ifdef CONFIG_MMU
971 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
972                         unsigned long address, unsigned int flags);
973 #else
974 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
975                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
976                         unsigned int flags)
977 {
978         /* should never happen if there's no MMU */
979         BUG();
980         return VM_FAULT_SIGBUS;
981 }
982 #endif
983
984 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
985 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
986 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
987                 void *buf, int len, int write);
988
989 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
990                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
991                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
992                      int *nonblocking);
993 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
994                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
995                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
996 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
997                         struct page **pages);
998 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
999
1000 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1001 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1002
1003 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1004 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1005 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1006                                 struct page *page);
1007 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1008 void account_page_writeback(struct page *page);
1009 int set_page_dirty(struct page *page);
1010 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1011 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1012
1013 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1014 static inline int vma_stack_continue(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1015 {
1016         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1017 }
1018
1019 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1020                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1021                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1022 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1023                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1024                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1025 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1026                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1027                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1028
1029 /*
1030  * doesn't attempt to fault and will return short.
1031  */
1032 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1033                           struct page **pages);
1034 /*
1035  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1036  */
1037 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1038 /*
1039  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
1040  * so must be incremented atomically.
1041  */
1042 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1043 {
1044         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
1045 }
1046
1047 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
1048
1049 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1050 {
1051         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1052 }
1053
1054 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1055 {
1056         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1057 }
1058
1059 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1060 {
1061         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1062 }
1063
1064 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1065 /*
1066  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
1067  * so can be incremented directly.
1068  */
1069 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1070 {
1071         mm->rss_stat.count[member] = value;
1072 }
1073
1074 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1075 {
1076         return mm->rss_stat.count[member];
1077 }
1078
1079 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1080 {
1081         mm->rss_stat.count[member] += value;
1082 }
1083
1084 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1085 {
1086         mm->rss_stat.count[member]++;
1087 }
1088
1089 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1090 {
1091         mm->rss_stat.count[member]--;
1092 }
1093
1094 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1095
1096 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1097 {
1098         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1099                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1100 }
1101
1102 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1103 {
1104         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1105 }
1106
1107 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1108 {
1109         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1110 }
1111
1112 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1113 {
1114         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1115
1116         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1117                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1118 }
1119
1120 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1121 {
1122         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1123                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1124 }
1125
1126 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1127                                          struct mm_struct *mm)
1128 {
1129         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1130
1131         if (*maxrss < hiwater_rss)
1132                 *maxrss = hiwater_rss;
1133 }
1134
1135 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1136 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1137 #else
1138 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1139 {
1140 }
1141 #endif
1142
1143 /*
1144  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
1145  *
1146  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
1147  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
1148  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
1149  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
1150  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
1151  *
1152  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
1153  * fulfil.
1154  *
1155  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
1156  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1157  */
1158 struct shrinker {
1159         int (*shrink)(struct shrinker *, int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1160         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1161
1162         /* These are for internal use */
1163         struct list_head list;
1164         long nr;        /* objs pending delete */
1165 };
1166 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1167 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1168 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1169
1170 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1171
1172 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1173                                spinlock_t **ptl);
1174 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1175                                     spinlock_t **ptl)
1176 {
1177         pte_t *ptep;
1178         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1179         return ptep;
1180 }
1181
1182 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1183 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1184                                                 unsigned long address)
1185 {
1186         return 0;
1187 }
1188 #else
1189 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1190 #endif
1191
1192 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1193 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1194                                                 unsigned long address)
1195 {
1196         return 0;
1197 }
1198 #else
1199 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1200 #endif
1201
1202 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1203                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1204 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1205
1206 /*
1207  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1208  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1209  */
1210 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1211 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1212 {
1213         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1214                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1215 }
1216
1217 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1218 {
1219         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1220                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1221 }
1222 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1223
1224 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1225 /*
1226  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1227  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1228  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1229  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1230  */
1231 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1232 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1233         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1234 } while (0)
1235 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1236 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1237 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1238 /*
1239  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1240  */
1241 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1242 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1243 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1244 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1245
1246 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1247 {
1248         pte_lock_init(page);
1249         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1250 }
1251
1252 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1253 {
1254         pte_lock_deinit(page);
1255         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1256 }
1257
1258 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1259 ({                                                      \
1260         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1261         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1262         *(ptlp) = __ptl;                                \
1263         spin_lock(__ptl);                               \
1264         __pte;                                          \
1265 })
1266
1267 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1268         spin_unlock(ptl);                               \
1269         pte_unmap(pte);                                 \
1270 } while (0)
1271
1272 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1273         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1274                                                         pmd, address))? \
1275          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1276
1277 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1278         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1279                                                         pmd, address))? \
1280                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1281
1282 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1283         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1284                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1285
1286 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1287 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1288                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1289 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1290 /*
1291  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1292  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1293  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1294  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1295  * free_area_init_node()
1296  *
1297  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1298  * physical memory with add_active_range() before calling
1299  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1300  * usage, an architecture is expected to do something like
1301  *
1302  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1303  *                                                       max_highmem_pfn};
1304  * for_each_valid_physical_page_range()
1305  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1306  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1307  *
1308  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1309  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1310  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1311  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1312  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1313  *
1314  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1315  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1316  */
1317 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1318 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1319                                         unsigned long end_pfn);
1320 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1321                                         unsigned long end_pfn);
1322 extern void remove_all_active_ranges(void);
1323 void sort_node_map(void);
1324 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1325                                                 unsigned long end_pfn);
1326 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1327                                                 unsigned long end_pfn);
1328 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1329                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1330 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1331 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1332                                                 unsigned long max_low_pfn);
1333 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1334                                    int nr_range, int nid);
1335 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1336                                         u64 goal, u64 limit);
1337 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1338 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1339 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1340 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1341
1342 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1343     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1344 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1345 {
1346         return 0;
1347 }
1348 #else
1349 /* please see mm/page_alloc.c */
1350 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1351 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1352 /* there is a per-arch backend function. */
1353 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1354 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1355 #endif
1356
1357 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1358 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1359                                 unsigned long, enum memmap_context);
1360 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1361 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1362 extern void mem_init(void);
1363 extern void __init mmap_init(void);
1364 extern void show_mem(unsigned int flags);
1365 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1366 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1367 extern int after_bootmem;
1368
1369 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1370
1371 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1372
1373 /* nommu.c */
1374 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1375 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1376
1377 /* prio_tree.c */
1378 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1379 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1380 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1381 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1382         struct prio_tree_iter *iter);
1383
1384 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1385         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1386                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1387
1388 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1389                                         struct list_head *list)
1390 {
1391         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1392         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1393 }
1394
1395 /* mmap.c */
1396 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1397 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1398         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1399 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1400         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1401         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1402         struct mempolicy *);
1403 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1404 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1405         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1406 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1407 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1408         struct rb_node **, struct rb_node *);
1409 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1410 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1411         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1412 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1413
1414 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1415 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1416
1417 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1418 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1419 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1420 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1421 #else
1422 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1423 {}
1424
1425 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1426 {}
1427 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1428
1429 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1430 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1431                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1432                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1433
1434 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1435
1436 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1437         unsigned long len, unsigned long prot,
1438         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1439 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1440         unsigned long len, unsigned long flags,
1441         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1442
1443 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1444         unsigned long len, unsigned long prot,
1445         unsigned long flag, unsigned long offset)
1446 {
1447         unsigned long ret = -EINVAL;
1448         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1449                 goto out;
1450         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1451                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1452 out:
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1457
1458 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1459
1460 /* filemap.c */
1461 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1462 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1463 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1464                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1465
1466 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1467 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1468
1469 /* mm/page-writeback.c */
1470 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1471 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1472
1473 /* readahead.c */
1474 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1475 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1476
1477 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1478                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1479
1480 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1481                                struct file_ra_state *ra,
1482                                struct file *filp,
1483                                pgoff_t offset,
1484                                unsigned long size);
1485
1486 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1487                                 struct file_ra_state *ra,
1488                                 struct file *filp,
1489                                 struct page *pg,
1490                                 pgoff_t offset,
1491                                 unsigned long size);
1492
1493 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1494 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1495                         struct address_space *mapping,
1496                         struct file *filp);
1497
1498 /* Do stack extension */
1499 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1500 #if VM_GROWSUP
1501 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1502 #else
1503   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1504 #endif
1505 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1506                                   unsigned long address);
1507
1508 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1509 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1510 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1511                                              struct vm_area_struct **pprev);
1512
1513 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1514    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1515 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1516 {
1517         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1518
1519         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1520                 vma = NULL;
1521         return vma;
1522 }
1523
1524 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1525 {
1526         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1527 }
1528
1529 #ifdef CONFIG_MMU
1530 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1531 #else
1532 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1533 {
1534         return __pgprot(0);
1535 }
1536 #endif
1537
1538 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1539 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1540                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1541 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1542 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1543                         unsigned long pfn);
1544 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1545                         unsigned long pfn);
1546
1547 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1548                         unsigned int foll_flags);
1549 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1550 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1551 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1552 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1553 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1554 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1555                                  * and return without waiting upon it */
1556 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1557 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1558 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1559
1560 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1561                         void *data);
1562 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1563                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1564
1565 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1566 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1567 #else
1568 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1569                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1570 {
1571 }
1572 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1573
1574 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1575 extern int debug_pagealloc_enabled;
1576
1577 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1578
1579 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1580 {
1581         debug_pagealloc_enabled = 1;
1582 }
1583 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1584 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1585 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1586 #else
1587 static inline void
1588 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1589 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1590 {
1591 }
1592 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1593 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1594 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1595 #endif
1596
1597 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1598 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1599 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1600 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1601 #else
1602 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1603 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1604 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1605
1606 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1607                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1608 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1609                         unsigned long lru_pages);
1610
1611 #ifndef CONFIG_MMU
1612 #define randomize_va_space 0
1613 #else
1614 extern int randomize_va_space;
1615 #endif
1616
1617 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1618 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1619
1620 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1621                                    unsigned long pnum_begin,
1622                                    unsigned long pnum_end,
1623                                    unsigned long map_count,
1624                                    int nodeid);
1625
1626 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1627 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1628 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1629 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1630 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1631 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1632 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1633 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1634 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1635                                                 unsigned long pages, int node);
1636 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1637 void vmemmap_populate_print_last(void);
1638
1639
1640 enum mf_flags {
1641         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1642 };
1643 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1644 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1645 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1646 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1647 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1648 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1649 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1650 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1651
1652 extern void dump_page(struct page *page);
1653
1654 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1655 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1656                             unsigned long addr,
1657                             unsigned int pages_per_huge_page);
1658 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1659                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1660                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1661 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1662
1663 #endif /* __KERNEL__ */
1664 #endif /* _LINUX_MM_H */