include/linux/mm.h

   1 #ifndef _LINUX_MM_H
   2 #define _LINUX_MM_H
   3
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/errno.h>
   6 #include <linux/capability.h>
   7
   8 #ifdef __KERNEL__
   9
  10 #include <linux/gfp.h>
  11 #include <linux/list.h>
  12 #include <linux/mmzone.h>
  13 #include <linux/rbtree.h>
  14 #include <linux/prio_tree.h>
  15 #include <linux/fs.h>
  16 #include <linux/mutex.h>
  17 #include <linux/debug_locks.h>
  18
  19 struct mempolicy;
  20 struct anon_vma;
  21
  22 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
  23 extern unsigned long max_mapnr;
  24 #endif
  25
  26 extern unsigned long num_physpages;
  27 extern void * high_memory;
  28 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
  29 extern int page_cluster;
  30
  31 #ifdef CONFIG_SYSCTL
  32 extern int sysctl_legacy_va_layout;
  33 #else
  34 #define sysctl_legacy_va_layout 0
  35 #endif
  36
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include <asm/pgtable.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40
  41 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
  42
  43 /*
  44  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
  45  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
  46  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
  47  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
  48  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
  49  * mmap() functions).
  50  */
  51
  52 /*
  53  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
  54  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
  55  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
  56  * library, the executable area etc).
  57  */
  58 struct vm_area_struct {
  59         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
  60         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
  61         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
  62                                            within vm_mm. */
  63
  64         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
  65         struct vm_area_struct *vm_next;
  66
  67         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
  68         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
  69
  70         struct rb_node vm_rb;
  71
  72         /*
  73          * For areas with an address space and backing store,
  74          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
  75          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
  76          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
  77          */
  78         union {
  79                 struct {
  80                         struct list_head list;
  81                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
  82                         struct vm_area_struct *head;
  83                 } vm_set;
  84
  85                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
  86         } shared;
  87
  88         /*
  89          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
  90          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
  91          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
  92          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
  93          */
  94         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
  95         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
  96
  97         /* Function pointers to deal with this struct. */
  98         struct vm_operations_struct * vm_ops;
  99
 100         /* Information about our backing store: */
 101         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
 102                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
 103         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
 104         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
 105         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
 106
 107 #ifndef CONFIG_MMU
 108         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
 109 #endif
 110 #ifdef CONFIG_NUMA
 111         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
 112 #endif
 113 };
 114
 115 /*
 116  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
 117  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
 118  * system, and mm's subscribe to these individually
 119  */
 120 struct vm_list_struct {
 121         struct vm_list_struct   *next;
 122         struct vm_area_struct   *vma;
 123 };
 124
 125 #ifndef CONFIG_MMU
 126 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
 127 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
 128
 129 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
 130 #endif
 131
 132 /*
 133  * vm_flags..
 134  */
 135 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
 136 #define VM_WRITE        0x00000002
 137 #define VM_EXEC         0x00000004
 138 #define VM_SHARED       0x00000008
 139
 140 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
 141 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
 142 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
 143 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
 144 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
 145
 146 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
 147 #define VM_GROWSUP      0x00000200
 148 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
 149 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
 150
 151 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
 152 #define VM_LOCKED       0x00002000
 153 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
 154
 155                                         /* Used by sys_madvise() */
 156 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
 157 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
 158
 159 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
 160 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
 161 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
 162 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
 163 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
 164 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
 165 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
 166 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
 167
 168 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
 169 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
 170 #endif
 171
 172 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
 173 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
 174 #else
 175 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
 176 #endif
 177
 178 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
 179 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
 180 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
 181 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
 182 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
 183
 184 /*
 185  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
 186  * low four bits) to a page protection mask..
 187  */
 188 extern pgprot_t protection_map[16];
 189
 190
 191 /*
 192  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
 193  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
 194  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
 195  */
 196 struct vm_operations_struct {
 197         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
 198         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
 199         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
 200         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
 201
 202         /* notification that a previously read-only page is about to become
 203          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
 204         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct page *page);
 205 #ifdef CONFIG_NUMA
 206         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
 207         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
 208                                         unsigned long addr);
 209         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
 210                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
 211 #endif
 212 };
 213
 214 struct mmu_gather;
 215 struct inode;
 216
 217 /*
 218  * Each physical page in the system has a struct page associated with
 219  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
 220  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
 221  * a page.
 222  */
 223 struct page {
 224         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
 225                                          * updated asynchronously */
 226         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
 227         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
 228                                          * to show when page is mapped
 229                                          * & limit reverse map searches.
 230                                          */
 231         union {
 232             struct {
 233                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
 234                                                  * usually used for buffer_heads
 235                                                  * if PagePrivate set; used for
 236                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
 237                                                  * indicates order in the buddy
 238                                                  * system if PG_buddy is set.
 239                                                  */
 240                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
 241                                                  * inode address_space, or NULL.
 242                                                  * If page mapped as anonymous
 243                                                  * memory, low bit is set, and
 244                                                  * it points to anon_vma object:
 245                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
 246                                                  */
 247             };
 248 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
 249             spinlock_t ptl;
 250 #endif
 251         };
 252         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
 253         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
 254                                          * protected by zone->lru_lock !
 255                                          */
 256         /*
 257          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
 258          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
 259          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
 260          * dynamically, so we need a place to store that address.
 261          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
 262          *
 263          * Architectures with slow multiplication can define
 264          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
 265          */
 266 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 267         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
 268                                            not kmapped, ie. highmem) */
 269 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
 270 };
 271
 272 #define page_private(page)              ((page)->private)
 273 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
 274
 275 /*
 276  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
 277  * files which need it (119 of them)
 278  */
 279 #include <linux/page-flags.h>
 280
 281 /*
 282  * Methods to modify the page usage count.
 283  *
 284  * What counts for a page usage:
 285  * - cache mapping   (page->mapping)
 286  * - private data    (page->private)
 287  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
 288  *   is counted separately
 289  *
 290  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
 291  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
 292  */
 293
 294 /*
 295  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
 296  * no users)
 297  */
 298 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
 299 {
 300         BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
 301         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
 306  * that is the case.
 307  */
 308 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
 309 {
 310         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
 311 }
 312
 313 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
 314
 315 static inline int page_count(struct page *page)
 316 {
 317         if (unlikely(PageCompound(page)))
 318                 page = (struct page *)page_private(page);
 319         return atomic_read(&page->_count);
 320 }
 321
 322 static inline void get_page(struct page *page)
 323 {
 324         if (unlikely(PageCompound(page)))
 325                 page = (struct page *)page_private(page);
 326         atomic_inc(&page->_count);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
 331  * the first time (boot or memory hotplug)
 332  */
 333 static inline void init_page_count(struct page *page)
 334 {
 335         atomic_set(&page->_count, 1);
 336 }
 337
 338 void put_page(struct page *page);
 339 void put_pages_list(struct list_head *pages);
 340
 341 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
 342
 343 /*
 344  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
 345  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
 346  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
 347  * only one copy in memory, at most, normally.
 348  *
 349  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
 350  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
 351  *   freelist management in the buddy allocator.
 352  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
 353  *   (e.g. a private data page of one process).
 354  *
 355  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
 356  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
 357  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
 358  * management of this page is the responsibility of the one who uses
 359  * it.
 360  *
 361  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
 362  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
 363  * The following discussion applies only to them.
 364  *
 365  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
 366  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
 367  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
 368  *
 369  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
 370  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
 371  * list of the page's disk buffers.
 372  *
 373  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
 374  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
 375  * the page cache itself.
 376  *
 377  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
 378  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
 379  *
 380  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
 381  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.
 382  *
 383  * All process pages can do I/O:
 384  * - inode pages may need to be read from disk,
 385  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
 386  *   to be written to disk,
 387  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
 388  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
 389  */
 390
 391 /*
 392  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
 393  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
 394  */
 395
 396
 397 /*
 398  * page->flags layout:
 399  *
 400  * There are three possibilities for how page->flags get
 401  * laid out.  The first is for the normal case, without
 402  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
 403  * plenty of space for node and section.  The last is when
 404  * we have run out of space and have to fall back to an
 405  * alternate (slower) way of determining the node.
 406  *
 407  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
 408  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
 409  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
 410  */
 411 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 412 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
 413 #else
 414 #define SECTIONS_WIDTH          0
 415 #endif
 416
 417 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
 418
 419 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
 420 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
 421 #else
 422 #define NODES_WIDTH             0
 423 #endif
 424
 425 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
 426 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
 427 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
 428 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
 429
 430 /*
 431  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
 432  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
 433  */
 434 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
 435
 436 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
 437 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
 438 #endif
 439
 440 /*
 441  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
 442  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
 443  * the compiler will optimise away reference to them.
 444  */
 445 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
 446 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
 447 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
 448
 449 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
 450 #if FLAGS_HAS_NODE
 451 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
 452 #else
 453 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
 454 #endif
 455 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
 456
 457 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
 458 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
 459 #endif
 460
 461 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
 462 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
 463 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
 464 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
 465
 466 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
 467 {
 468         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
 469 }
 470
 471 struct zone;
 472 extern struct zone *zone_table[];
 473
 474 static inline int page_zone_id(struct page *page)
 475 {
 476         return (page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) & ZONETABLE_MASK;
 477 }
 478 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
 479 {
 480         return zone_table[page_zone_id(page)];
 481 }
 482
 483 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
 484 {
 485         if (FLAGS_HAS_NODE)
 486                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
 487         else
 488                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
 489 }
 490 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
 491 {
 492         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
 493 }
 494
 495 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
 496 {
 497         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
 498         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
 499 }
 500 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
 501 {
 502         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
 503         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
 504 }
 505 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
 506 {
 507         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
 508         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
 509 }
 510
 511 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
 512         unsigned long node, unsigned long pfn)
 513 {
 514         set_page_zone(page, zone);
 515         set_page_node(page, node);
 516         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
 521  */
 522 #include <linux/vmstat.h>
 523
 524 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
 525 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
 526 extern struct page *mem_map;
 527 #endif
 528
 529 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
 530 {
 531         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
 532 }
 533
 534 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 535 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
 536 #endif
 537
 538 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 539 #define page_address(page) ((page)->virtual)
 540 #define set_page_address(page, address)                 \
 541         do {                                            \
 542                 (page)->virtual = (address);            \
 543         } while(0)
 544 #define page_address_init()  do { } while(0)
 545 #endif
 546
 547 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
 548 void *page_address(struct page *page);
 549 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
 550 void page_address_init(void);
 551 #endif
 552
 553 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 554 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
 555 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
 556 #define page_address_init()  do { } while(0)
 557 #endif
 558
 559 /*
 560  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
 561  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
 562  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
 563  *
 564  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
 565  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
 566  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
 567  */
 568 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
 569
 570 extern struct address_space swapper_space;
 571 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
 572 {
 573         struct address_space *mapping = page->mapping;
 574
 575         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
 576                 mapping = &swapper_space;
 577         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 578                 mapping = NULL;
 579         return mapping;
 580 }
 581
 582 static inline int PageAnon(struct page *page)
 583 {
 584         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
 585 }
 586
 587 /*
 588  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
 589  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
 590  */
 591 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
 592 {
 593         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
 594                 return page_private(page);
 595         return page->index;
 596 }
 597
 598 /*
 599  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
 600  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
 601  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
 602  */
 603 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
 604 {
 605         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
 606 }
 607
 608 static inline int page_mapcount(struct page *page)
 609 {
 610         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * Return true if this page is mapped into pagetables.
 615  */
 616 static inline int page_mapped(struct page *page)
 617 {
 618         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
 619 }
 620
 621 /*
 622  * Error return values for the *_nopage functions
 623  */
 624 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
 625 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
 626
 627 /*
 628  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
 629  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
 630  * just gets major/minor fault counters bumped up.
 631  */
 632 #define VM_FAULT_OOM    0x00
 633 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
 634 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
 635 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
 636
 637 /*
 638  * Special case for get_user_pages.
 639  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
 640  */
 641 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
 642
 643 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
 644
 645 extern void show_free_areas(void);
 646
 647 #ifdef CONFIG_SHMEM
 648 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
 649                         unsigned long address, int *type);
 650 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
 651 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
 652                                         unsigned long addr);
 653 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
 654 #else
 655 #define shmem_nopage filemap_nopage
 656
 657 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
 658                              struct user_struct *user)
 659 {
 660         return 0;
 661 }
 662
 663 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
 664                                    struct mempolicy *new)
 665 {
 666         return 0;
 667 }
 668
 669 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
 670                                                  unsigned long addr)
 671 {
 672         return NULL;
 673 }
 674 #endif
 675 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
 676 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
 677
 678 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
 679
 680 #ifndef CONFIG_MMU
 681 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
 682                                              unsigned long addr,
 683                                              unsigned long len,
 684                                              unsigned long pgoff,
 685                                              unsigned long flags);
 686 #endif
 687
 688 static inline int can_do_mlock(void)
 689 {
 690         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
 691                 return 1;
 692         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
 693                 return 1;
 694         return 0;
 695 }
 696 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
 697 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
 698
 699 /*
 700  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
 701  */
 702 struct zap_details {
 703         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
 704         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
 705         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
 706         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
 707         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
 708         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
 709 };
 710
 711 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
 712 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 713                 unsigned long size, struct zap_details *);
 714 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
 715                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
 716                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
 717                 struct zap_details *);
 718 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
 719                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
 720 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
 721                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
 722 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
 723                         struct vm_area_struct *vma);
 724 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
 725                         unsigned long size, pgprot_t prot);
 726 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
 727                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
 728
 729 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
 730                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
 731 {
 732         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
 733 }
 734
 735 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
 736 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
 737 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
 738 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
 739
 740 #ifdef CONFIG_MMU
 741 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
 742                         unsigned long address, int write_access);
 743
 744 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
 745                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 746                         int write_access)
 747 {
 748         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
 749                                 (~VM_FAULT_WRITE);
 750 }
 751 #else
 752 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
 753                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 754                         int write_access)
 755 {
 756         /* should never happen if there's no MMU */
 757         BUG();
 758         return VM_FAULT_SIGBUS;
 759 }
 760 #endif
 761
 762 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
 763 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
 764 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
 765
 766 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 767                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
 768 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
 769
 770 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
 771 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
 772 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
 773                                 struct page *page);
 774 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
 775 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
 776 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
 777
 778 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
 779                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
 780                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
 781
 782 /*
 783  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
 784  *
 785  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
 786  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
 787  *
 788  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
 789  *
 790  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
 791  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
 792  */
 793 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
 794
 795 /*
 796  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
 797  * to recreate one of the objects that these functions age.
 798  */
 799
 800 #define DEFAULT_SEEKS 2
 801 struct shrinker;
 802 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
 803 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
 804
 805 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
 806
 807 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
 808 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
 809 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
 810 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
 811
 812 /*
 813  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
 814  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
 815  */
 816 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
 817 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
 818 {
 819         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
 820                 NULL: pud_offset(pgd, address);
 821 }
 822
 823 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
 824 {
 825         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
 826                 NULL: pmd_offset(pud, address);
 827 }
 828 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
 829
 830 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
 831 /*
 832  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
 833  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
 834  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
 835  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
 836  */
 837 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
 838 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
 839         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
 840 } while (0)
 841 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
 842 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
 843 #else
 844 /*
 845  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
 846  */
 847 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
 848 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
 849 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
 850 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
 851
 852 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
 853 ({                                                      \
 854         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
 855         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
 856         *(ptlp) = __ptl;                                \
 857         spin_lock(__ptl);                               \
 858         __pte;                                          \
 859 })
 860
 861 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
 862         spin_unlock(ptl);                               \
 863         pte_unmap(pte);                                 \
 864 } while (0)
 865
 866 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
 867         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
 868                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
 869
 870 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
 871         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
 872                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
 873
 874 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
 875         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
 876                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
 877
 878 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
 879 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
 880         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn,
 881         unsigned long *zholes_size);
 882 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
 883 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
 884 extern void mem_init(void);
 885 extern void show_mem(void);
 886 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
 887 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
 888
 889 #ifdef CONFIG_NUMA
 890 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
 891 #else
 892 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
 893 #endif
 894
 895 /* prio_tree.c */
 896 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
 897 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
 898 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
 899 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
 900         struct prio_tree_iter *iter);
 901
 902 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
 903         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
 904                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
 905
 906 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
 907                                         struct list_head *list)
 908 {
 909         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
 910         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
 911 }
 912
 913 /* mmap.c */
 914 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
 915 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 916         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
 917 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
 918         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
 919         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
 920         struct mempolicy *);
 921 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
 922 extern int split_vma(struct mm_struct *,
 923         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
 924 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
 925 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
 926         struct rb_node **, struct rb_node *);
 927 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
 928 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
 929         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
 930 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
 931 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
 932
 933 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
 934
 935 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
 936         unsigned long len, unsigned long prot,
 937         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
 938
 939 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
 940         unsigned long len, unsigned long prot,
 941         unsigned long flag, unsigned long offset)
 942 {
 943         unsigned long ret = -EINVAL;
 944         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
 945                 goto out;
 946         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
 947                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
 948 out:
 949         return ret;
 950 }
 951
 952 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
 953
 954 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
 955
 956 /* filemap.c */
 957 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
 958 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
 959 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
 960                                        loff_t lstart, loff_t lend);
 961
 962 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
 963 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
 964 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
 965                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
 966
 967 /* mm/page-writeback.c */
 968 int write_one_page(struct page *page, int wait);
 969
 970 /* readahead.c */
 971 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
 972 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
 973 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
 974                                          * turning readahead off */
 975
 976 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
 977                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
 978 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
 979                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
 980 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
 981                           struct file_ra_state *ra,
 982                           struct file *filp,
 983                           pgoff_t offset,
 984                           unsigned long size);
 985 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping,
 986                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
 987 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
 988
 989 /* Do stack extension */
 990 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
 991 #ifdef CONFIG_IA64
 992 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
 993 #endif
 994
 995 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
 996 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
 997 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
 998                                              struct vm_area_struct **pprev);
 999
1000 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1001    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1002 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1003 {
1004         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1005
1006         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1007                 vma = NULL;
1008         return vma;
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1012 {
1013         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1014 }
1015
1016 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1017 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1018 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1019 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1020                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1021 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1022
1023 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1024                         unsigned int foll_flags);
1025 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1026 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1027 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1028 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1029
1030 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1031 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1032 #else
1033 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1034                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1035 {
1036 }
1037 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1038
1039 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1040 static inline void
1041 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1042 {
1043         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1044                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1045                                            numpages * PAGE_SIZE);
1046 }
1047 #endif
1048
1049 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1050 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1051 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1052 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1053 #else
1054 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1055 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1056 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1057
1058 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1059 #define OOM_DISABLE -17
1060
1061 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1062                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1063 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1064                         unsigned long lru_pages);
1065 void drop_pagecache(void);
1066 void drop_slab(void);
1067
1068 #ifndef CONFIG_MMU
1069 #define randomize_va_space 0
1070 #else
1071 extern int randomize_va_space;
1072 #endif
1073
1074 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1075
1076 #endif /* __KERNEL__ */
1077 #endif /* _LINUX_MM_H */