581703d86fbd04f3dcbe01faad8444ba979a1639
[linux-2.6.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  */
142 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
143
144 /*
145  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
146  * low four bits) to a page protection mask..
147  */
148 extern pgprot_t protection_map[16];
149
150 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
151 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
152 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
153 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
154
155 /*
156  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
157  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
158  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
159  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
160  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
161  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
162  */
163 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
164 {
165         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
166 }
167
168 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
169 {
170         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
171 }
172
173 /*
174  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
175  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
176  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
177  *
178  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
179  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
180  * mapping support.
181  */
182 struct vm_fault {
183         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
184         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
185         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
186
187         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
188                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
189                                          * is set (which is also implied by
190                                          * VM_FAULT_ERROR).
191                                          */
192 };
193
194 /*
195  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
196  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
197  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
198  */
199 struct vm_operations_struct {
200         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
201         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
202         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
203
204         /* notification that a previously read-only page is about to become
205          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
206         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
207
208         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
209          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
210          */
211         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
212                       void *buf, int len, int write);
213 #ifdef CONFIG_NUMA
214         /*
215          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
216          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
217          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
218          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
219          * mempolicy.
220          */
221         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
222
223         /*
224          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
225          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
226          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
227          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
228          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
229          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
230          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
231          * policy.
232          */
233         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
234                                         unsigned long addr);
235         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
236                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
237 #endif
238 };
239
240 struct mmu_gather;
241 struct inode;
242
243 #define page_private(page)              ((page)->private)
244 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
245
246 /*
247  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
248  * files which need it (119 of them)
249  */
250 #include <linux/page-flags.h>
251 #include <linux/huge_mm.h>
252
253 /*
254  * Methods to modify the page usage count.
255  *
256  * What counts for a page usage:
257  * - cache mapping   (page->mapping)
258  * - private data    (page->private)
259  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
260  *   is counted separately
261  *
262  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
263  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
264  */
265
266 /*
267  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
268  */
269 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
270 {
271         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
272         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
273 }
274
275 /*
276  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
277  * that is the case.
278  */
279 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
280 {
281         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
282 }
283
284 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
285
286 /* Support for virtually mapped pages */
287 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
288 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
289
290 /*
291  * Determine if an address is within the vmalloc range
292  *
293  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
294  * is no special casing required.
295  */
296 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
297 {
298 #ifdef CONFIG_MMU
299         unsigned long addr = (unsigned long)x;
300
301         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
302 #else
303         return 0;
304 #endif
305 }
306 #ifdef CONFIG_MMU
307 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
308 #else
309 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
310 {
311         return 0;
312 }
313 #endif
314
315 static inline void compound_lock(struct page *page)
316 {
317 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
318         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
319 #endif
320 }
321
322 static inline void compound_unlock(struct page *page)
323 {
324 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
325         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
326 #endif
327 }
328
329 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
330 {
331         unsigned long uninitialized_var(flags);
332 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
333         local_irq_save(flags);
334         compound_lock(page);
335 #endif
336         return flags;
337 }
338
339 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
340                                               unsigned long flags)
341 {
342 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
343         compound_unlock(page);
344         local_irq_restore(flags);
345 #endif
346 }
347
348 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
349 {
350         if (unlikely(PageTail(page)))
351                 return page->first_page;
352         return page;
353 }
354
355 static inline int page_count(struct page *page)
356 {
357         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
358 }
359
360 static inline void get_page(struct page *page)
361 {
362         /*
363          * Getting a normal page or the head of a compound page
364          * requires to already have an elevated page->_count. Only if
365          * we're getting a tail page, the elevated page->_count is
366          * required only in the head page, so for tail pages the
367          * bugcheck only verifies that the page->_count isn't
368          * negative.
369          */
370         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) < !PageTail(page));
371         atomic_inc(&page->_count);
372         /*
373          * Getting a tail page will elevate both the head and tail
374          * page->_count(s).
375          */
376         if (unlikely(PageTail(page))) {
377                 /*
378                  * This is safe only because
379                  * __split_huge_page_refcount can't run under
380                  * get_page().
381                  */
382                 VM_BUG_ON(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0);
383                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
384         }
385 }
386
387 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
388 {
389         struct page *page = virt_to_page(x);
390         return compound_head(page);
391 }
392
393 /*
394  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
395  * the first time (boot or memory hotplug)
396  */
397 static inline void init_page_count(struct page *page)
398 {
399         atomic_set(&page->_count, 1);
400 }
401
402 /*
403  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
404  * (see mm/page_alloc.c).
405  *
406  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
407  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
408  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
409  * efficiently by most CPU architectures.
410  */
411 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
412
413 static inline int PageBuddy(struct page *page)
414 {
415         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
416 }
417
418 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
419 {
420         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
421         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
422 }
423
424 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
425 {
426         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
427         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
428 }
429
430 void put_page(struct page *page);
431 void put_pages_list(struct list_head *pages);
432
433 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
434 int split_free_page(struct page *page);
435
436 /*
437  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
438  * prototype for that function and accessor functions.
439  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
440  */
441 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
442
443 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
444                                                 compound_page_dtor *dtor)
445 {
446         page[1].lru.next = (void *)dtor;
447 }
448
449 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
450 {
451         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
452 }
453
454 static inline int compound_order(struct page *page)
455 {
456         if (!PageHead(page))
457                 return 0;
458         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
459 }
460
461 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
462 {
463         int order;
464         unsigned long flags;
465
466         if (!PageHead(page))
467                 return 0;
468
469         flags = compound_lock_irqsave(page);
470         order = compound_order(page);
471         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
472         return order;
473 }
474
475 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
476 {
477         page[1].lru.prev = (void *)order;
478 }
479
480 #ifdef CONFIG_MMU
481 /*
482  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
483  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
484  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
485  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
486  */
487 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
488 {
489         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
490                 pte = pte_mkwrite(pte);
491         return pte;
492 }
493 #endif
494
495 /*
496  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
497  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
498  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
499  * only one copy in memory, at most, normally.
500  *
501  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
502  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
503  *   freelist management in the buddy allocator.
504  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
505  *
506  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
507  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
508  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
509  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
510  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
511  *
512  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
513  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
514  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
515  * and page->virtual store page management information, but all other fields
516  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
517  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
518  * subsequently been given references to it.
519  *
520  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
521  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
522  * The following discussion applies only to them.
523  *
524  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
525  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
526  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
527  * into the filesystem to release these pages.
528  *
529  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
530  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
531  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
532  *
533  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
534  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
535  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
536  *
537  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
538  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
539  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
540  *
541  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
542  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
543  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
544  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
545  *
546  * All pagecache pages may be subject to I/O:
547  * - inode pages may need to be read from disk,
548  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
549  *   to be written back to the inode on disk,
550  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
551  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
552  *   back into memory.
553  */
554
555 /*
556  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
557  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
558  */
559
560
561 /*
562  * page->flags layout:
563  *
564  * There are three possibilities for how page->flags get
565  * laid out.  The first is for the normal case, without
566  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
567  * plenty of space for node and section.  The last is when
568  * we have run out of space and have to fall back to an
569  * alternate (slower) way of determining the node.
570  *
571  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
572  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
573  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
574  */
575 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
576 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
577 #else
578 #define SECTIONS_WIDTH          0
579 #endif
580
581 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
582
583 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
584 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
585 #else
586 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
587 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
588 #endif
589 #define NODES_WIDTH             0
590 #endif
591
592 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
593 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
594 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
595 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
596
597 /*
598  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
599  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
600  */
601 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
602 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
603 #endif
604
605 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
606 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
607 #endif
608
609 /*
610  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
611  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
612  * the compiler will optimise away reference to them.
613  */
614 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
615 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
616 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
617
618 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
619 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
620 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
621 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
622                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
623 #else
624 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
625 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
626                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
627 #endif
628
629 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
630
631 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
632 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
633 #endif
634
635 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
636 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
637 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
638 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
639
640 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
641 {
642         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
643 }
644
645 /*
646  * The identification function is only used by the buddy allocator for
647  * determining if two pages could be buddies. We are not really
648  * identifying a zone since we could be using a the section number
649  * id if we have not node id available in page flags.
650  * We guarantee only that it will return the same value for two
651  * combinable pages in a zone.
652  */
653 static inline int page_zone_id(struct page *page)
654 {
655         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
656 }
657
658 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
659 {
660 #ifdef CONFIG_NUMA
661         return zone->node;
662 #else
663         return 0;
664 #endif
665 }
666
667 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
668 extern int page_to_nid(struct page *page);
669 #else
670 static inline int page_to_nid(struct page *page)
671 {
672         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
673 }
674 #endif
675
676 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
677 {
678         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
679 }
680
681 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
682 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
683 {
684         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
685 }
686 #endif
687
688 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
689 {
690         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
691         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
692 }
693
694 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
695 {
696         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
697         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
698 }
699
700 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
701 {
702         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
703         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
704 }
705
706 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
707         unsigned long node, unsigned long pfn)
708 {
709         set_page_zone(page, zone);
710         set_page_node(page, node);
711         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
712 }
713
714 /*
715  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
716  */
717 #include <linux/vmstat.h>
718
719 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
720 {
721         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
722 }
723
724 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
725 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
726 #endif
727
728 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
729 #define page_address(page) ((page)->virtual)
730 #define set_page_address(page, address)                 \
731         do {                                            \
732                 (page)->virtual = (address);            \
733         } while(0)
734 #define page_address_init()  do { } while(0)
735 #endif
736
737 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
738 void *page_address(struct page *page);
739 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
740 void page_address_init(void);
741 #endif
742
743 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
744 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
745 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
746 #define page_address_init()  do { } while(0)
747 #endif
748
749 /*
750  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
751  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
752  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
753  *
754  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
755  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
756  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
757  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
758  *
759  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
760  *
761  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
762  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
763  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
764  */
765 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
766 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
767 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
768
769 extern struct address_space swapper_space;
770 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
771 {
772         struct address_space *mapping = page->mapping;
773
774         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
775         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
776                 mapping = &swapper_space;
777         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
778                 mapping = NULL;
779         return mapping;
780 }
781
782 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
783 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
784 {
785         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
786 }
787
788 static inline int PageAnon(struct page *page)
789 {
790         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
791 }
792
793 /*
794  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
795  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
796  */
797 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
798 {
799         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
800                 return page_private(page);
801         return page->index;
802 }
803
804 /*
805  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
806  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
807  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
808  */
809 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
810 {
811         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
812 }
813
814 static inline int page_mapcount(struct page *page)
815 {
816         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
817 }
818
819 /*
820  * Return true if this page is mapped into pagetables.
821  */
822 static inline int page_mapped(struct page *page)
823 {
824         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
825 }
826
827 /*
828  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
829  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
830  * just gets major/minor fault counters bumped up.
831  */
832
833 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
834
835 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
836 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
837 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
838 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
839 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
840 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
841
842 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
843 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
844 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
845
846 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
847
848 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
849                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
850
851 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
852 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
853 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
854
855 /*
856  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
857  */
858 extern void pagefault_out_of_memory(void);
859
860 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
861
862 extern void show_free_areas(void);
863
864 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
865 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
866 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
867
868 #ifndef CONFIG_MMU
869 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
870                                              unsigned long addr,
871                                              unsigned long len,
872                                              unsigned long pgoff,
873                                              unsigned long flags);
874 #endif
875
876 extern int can_do_mlock(void);
877 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
878 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
879
880 /*
881  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
882  */
883 struct zap_details {
884         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
885         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
886         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
887         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
888         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
889         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
890 };
891
892 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
893                 pte_t pte);
894
895 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
896                 unsigned long size);
897 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
898                 unsigned long size, struct zap_details *);
899 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
900                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
901                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
902                 struct zap_details *);
903
904 /**
905  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
906  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
907  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
908  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
909  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
910  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
911  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
912  *
913  * (see walk_page_range for more details)
914  */
915 struct mm_walk {
916         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
917         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
918         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
919         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
920         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
921         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
922                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
923         struct mm_struct *mm;
924         void *private;
925 };
926
927 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
928                 struct mm_walk *walk);
929 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
930                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
931 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
932                         struct vm_area_struct *vma);
933 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
934                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
935 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
936         unsigned long *pfn);
937 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
938                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
939 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
940                         void *buf, int len, int write);
941
942 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
943                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
944 {
945         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
946 }
947
948 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
949 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
950 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
951 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
952
953 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
954 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
955
956 int invalidate_inode_page(struct page *page);
957
958 #ifdef CONFIG_MMU
959 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
960                         unsigned long address, unsigned int flags);
961 #else
962 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
963                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
964                         unsigned int flags)
965 {
966         /* should never happen if there's no MMU */
967         BUG();
968         return VM_FAULT_SIGBUS;
969 }
970 #endif
971
972 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
973 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
974
975 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
976                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
977                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
978                      int *nonblocking);
979 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
980                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
981                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
982 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
983                         struct page **pages);
984 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
985
986 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
987 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
988
989 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
990 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
991 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
992                                 struct page *page);
993 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
994 void account_page_writeback(struct page *page);
995 int set_page_dirty(struct page *page);
996 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
997 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
998
999 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1000 static inline int vma_stack_continue(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1001 {
1002         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1003 }
1004
1005 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1006                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1007                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1008 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1009                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1010                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1011 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1012                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1013                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1014
1015 /*
1016  * doesn't attempt to fault and will return short.
1017  */
1018 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1019                           struct page **pages);
1020 /*
1021  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1022  */
1023 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1024 /*
1025  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
1026  * so must be incremented atomically.
1027  */
1028 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1029 {
1030         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
1031 }
1032
1033 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
1034
1035 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1036 {
1037         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1038 }
1039
1040 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1041 {
1042         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1043 }
1044
1045 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1046 {
1047         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1048 }
1049
1050 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1051 /*
1052  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
1053  * so can be incremented directly.
1054  */
1055 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1056 {
1057         mm->rss_stat.count[member] = value;
1058 }
1059
1060 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1061 {
1062         return mm->rss_stat.count[member];
1063 }
1064
1065 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1066 {
1067         mm->rss_stat.count[member] += value;
1068 }
1069
1070 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1071 {
1072         mm->rss_stat.count[member]++;
1073 }
1074
1075 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1076 {
1077         mm->rss_stat.count[member]--;
1078 }
1079
1080 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1081
1082 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1083 {
1084         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1085                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1086 }
1087
1088 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1089 {
1090         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1091 }
1092
1093 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1094 {
1095         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1096 }
1097
1098 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1099 {
1100         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1101
1102         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1103                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1104 }
1105
1106 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1107 {
1108         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1109                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1110 }
1111
1112 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1113                                          struct mm_struct *mm)
1114 {
1115         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1116
1117         if (*maxrss < hiwater_rss)
1118                 *maxrss = hiwater_rss;
1119 }
1120
1121 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1122 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1123 #else
1124 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1125 {
1126 }
1127 #endif
1128
1129 /*
1130  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
1131  *
1132  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
1133  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
1134  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
1135  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
1136  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
1137  *
1138  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
1139  * fulfil.
1140  *
1141  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
1142  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1143  */
1144 struct shrinker {
1145         int (*shrink)(struct shrinker *, int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1146         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1147
1148         /* These are for internal use */
1149         struct list_head list;
1150         long nr;        /* objs pending delete */
1151 };
1152 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1153 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1154 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1155
1156 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1157
1158 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1159                                spinlock_t **ptl);
1160 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1161                                     spinlock_t **ptl)
1162 {
1163         pte_t *ptep;
1164         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1165         return ptep;
1166 }
1167
1168 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1169 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1170                                                 unsigned long address)
1171 {
1172         return 0;
1173 }
1174 #else
1175 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1176 #endif
1177
1178 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1179 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1180                                                 unsigned long address)
1181 {
1182         return 0;
1183 }
1184 #else
1185 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1186 #endif
1187
1188 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1189                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1190 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1191
1192 /*
1193  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1194  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1195  */
1196 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1197 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1198 {
1199         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1200                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1201 }
1202
1203 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1204 {
1205         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1206                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1207 }
1208 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1209
1210 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1211 /*
1212  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1213  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1214  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1215  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1216  */
1217 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1218 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1219         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1220 } while (0)
1221 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1222 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1223 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1224 /*
1225  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1226  */
1227 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1228 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1229 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1230 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1231
1232 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1233 {
1234         pte_lock_init(page);
1235         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1236 }
1237
1238 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1239 {
1240         pte_lock_deinit(page);
1241         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1242 }
1243
1244 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1245 ({                                                      \
1246         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1247         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1248         *(ptlp) = __ptl;                                \
1249         spin_lock(__ptl);                               \
1250         __pte;                                          \
1251 })
1252
1253 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1254         spin_unlock(ptl);                               \
1255         pte_unmap(pte);                                 \
1256 } while (0)
1257
1258 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1259         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1260                                                         pmd, address))? \
1261          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1262
1263 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1264         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1265                                                         pmd, address))? \
1266                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1267
1268 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1269         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1270                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1271
1272 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1273 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1274                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1275 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1276 /*
1277  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1278  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1279  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1280  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1281  * free_area_init_node()
1282  *
1283  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1284  * physical memory with add_active_range() before calling
1285  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1286  * usage, an architecture is expected to do something like
1287  *
1288  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1289  *                                                       max_highmem_pfn};
1290  * for_each_valid_physical_page_range()
1291  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1292  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1293  *
1294  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1295  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1296  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1297  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1298  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1299  *
1300  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1301  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1302  */
1303 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1304 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1305                                         unsigned long end_pfn);
1306 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1307                                         unsigned long end_pfn);
1308 extern void remove_all_active_ranges(void);
1309 void sort_node_map(void);
1310 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1311                                                 unsigned long end_pfn);
1312 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1313                                                 unsigned long end_pfn);
1314 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1315                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1316 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1317 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1318                                                 unsigned long max_low_pfn);
1319 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1320                                    int nr_range, int nid);
1321 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1322                                         u64 goal, u64 limit);
1323 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1324 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1325 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1326 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1327
1328 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1329     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1330 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1331 {
1332         return 0;
1333 }
1334 #else
1335 /* please see mm/page_alloc.c */
1336 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1337 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1338 /* there is a per-arch backend function. */
1339 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1340 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1341 #endif
1342
1343 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1344 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1345                                 unsigned long, enum memmap_context);
1346 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1347 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1348 extern void mem_init(void);
1349 extern void __init mmap_init(void);
1350 extern void show_mem(void);
1351 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1352 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1353 extern int after_bootmem;
1354
1355 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1356
1357 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1358
1359 /* nommu.c */
1360 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1361 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1362
1363 /* prio_tree.c */
1364 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1365 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1366 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1367 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1368         struct prio_tree_iter *iter);
1369
1370 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1371         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1372                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1373
1374 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1375                                         struct list_head *list)
1376 {
1377         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1378         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1379 }
1380
1381 /* mmap.c */
1382 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1383 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1384         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1385 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1386         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1387         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1388         struct mempolicy *);
1389 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1390 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1391         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1392 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1393 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1394         struct rb_node **, struct rb_node *);
1395 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1396 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1397         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1398 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1399
1400 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1401 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1402
1403 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1404 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1405 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1406 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1407 #else
1408 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1409 {}
1410
1411 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1412 {}
1413 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1414
1415 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1416 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1417                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1418                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1419
1420 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1421
1422 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1423         unsigned long len, unsigned long prot,
1424         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1425 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1426         unsigned long len, unsigned long flags,
1427         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1428
1429 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1430         unsigned long len, unsigned long prot,
1431         unsigned long flag, unsigned long offset)
1432 {
1433         unsigned long ret = -EINVAL;
1434         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1435                 goto out;
1436         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1437                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1438 out:
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1443
1444 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1445
1446 /* filemap.c */
1447 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1448 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1449 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1450                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1451
1452 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1453 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1454
1455 /* mm/page-writeback.c */
1456 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1457 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1458
1459 /* readahead.c */
1460 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1461 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1462
1463 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1464                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1465
1466 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1467                                struct file_ra_state *ra,
1468                                struct file *filp,
1469                                pgoff_t offset,
1470                                unsigned long size);
1471
1472 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1473                                 struct file_ra_state *ra,
1474                                 struct file *filp,
1475                                 struct page *pg,
1476                                 pgoff_t offset,
1477                                 unsigned long size);
1478
1479 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1480 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1481                         struct address_space *mapping,
1482                         struct file *filp);
1483
1484 /* Do stack extension */
1485 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1486 #if VM_GROWSUP
1487 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1488 #else
1489   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1490 #endif
1491 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1492                                   unsigned long address);
1493
1494 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1495 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1496 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1497                                              struct vm_area_struct **pprev);
1498
1499 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1500    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1501 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1502 {
1503         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1504
1505         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1506                 vma = NULL;
1507         return vma;
1508 }
1509
1510 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1511 {
1512         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1513 }
1514
1515 #ifdef CONFIG_MMU
1516 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1517 #else
1518 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1519 {
1520         return __pgprot(0);
1521 }
1522 #endif
1523
1524 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1525 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1526                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1527 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1528 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1529                         unsigned long pfn);
1530 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1531                         unsigned long pfn);
1532
1533 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1534                         unsigned int foll_flags);
1535 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1536 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1537 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1538 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1539 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1540 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1541 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1542 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1543
1544 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1545                         void *data);
1546 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1547                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1548
1549 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1550 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1551 #else
1552 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1553                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1554 {
1555 }
1556 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1557
1558 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1559 extern int debug_pagealloc_enabled;
1560
1561 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1562
1563 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1564 {
1565         debug_pagealloc_enabled = 1;
1566 }
1567 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1568 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1569 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1570 #else
1571 static inline void
1572 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1573 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1574 {
1575 }
1576 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1577 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1578 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1579 #endif
1580
1581 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1582 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1583 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1584 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1585 #else
1586 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1587 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1588 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1589
1590 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1591                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1592 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1593                         unsigned long lru_pages);
1594
1595 #ifndef CONFIG_MMU
1596 #define randomize_va_space 0
1597 #else
1598 extern int randomize_va_space;
1599 #endif
1600
1601 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1602 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1603
1604 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1605                                    unsigned long pnum_begin,
1606                                    unsigned long pnum_end,
1607                                    unsigned long map_count,
1608                                    int nodeid);
1609
1610 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1611 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1612 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1613 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1614 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1615 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1616 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1617 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1618 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1619                                                 unsigned long pages, int node);
1620 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1621 void vmemmap_populate_print_last(void);
1622
1623
1624 enum mf_flags {
1625         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1626 };
1627 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1628 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1629 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1630 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1631 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1632 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1633 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1634 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1635
1636 extern void dump_page(struct page *page);
1637
1638 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1639 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1640                             unsigned long addr,
1641                             unsigned int pages_per_huge_page);
1642 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1643                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1644                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1645 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1646
1647 #endif /* __KERNEL__ */
1648 #endif /* _LINUX_MM_H */