cf7982336103ffe86d78faedb61e1ce62529ac35
[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/bug.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/mmzone.h>
12 #include <linux/rbtree.h>
13 #include <linux/prio_tree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21
22 struct mempolicy;
23 struct anon_vma;
24 struct file_ra_state;
25 struct user_struct;
26 struct writeback_control;
27
28 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
29 extern unsigned long max_mapnr;
30 #endif
31
32 extern unsigned long num_physpages;
33 extern unsigned long totalram_pages;
34 extern void * high_memory;
35 extern int page_cluster;
36
37 #ifdef CONFIG_SYSCTL
38 extern int sysctl_legacy_va_layout;
39 #else
40 #define sysctl_legacy_va_layout 0
41 #endif
42
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/processor.h>
46
47 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
48
49 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
50 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
51
52 /*
53  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
54  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
55  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
56  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
57  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
58  * mmap() functions).
59  */
60
61 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
62
63 #ifndef CONFIG_MMU
64 extern struct rb_root nommu_region_tree;
65 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
66
67 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
68 #endif
69
70 /*
71  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
72  */
73 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
74 #define VM_WRITE        0x00000002
75 #define VM_EXEC         0x00000004
76 #define VM_SHARED       0x00000008
77
78 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
79 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
80 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
81 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
82 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
83
84 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
85 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
86 #define VM_GROWSUP      0x00000200
87 #else
88 #define VM_GROWSUP      0x00000000
89 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
90 #endif
91 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
92 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
93
94 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
95 #define VM_LOCKED       0x00002000
96 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
97
98                                         /* Used by sys_madvise() */
99 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
100 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
101
102 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
103 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
104 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
105 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
106 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
107 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
108 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
109 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
110 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
111 #else
112 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
113 #endif
114 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
115 #define VM_NODUMP       0x04000000      /* Do not include in the core dump */
116
117 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
118 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
119 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
120 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
121 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
122
123 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
124 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
125
126 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
127 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
128 #endif
129
130 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
131 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
132 #else
133 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
134 #endif
135
136 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
137 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
138 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
139 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
140 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
141
142 /*
143  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
144  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
145  */
146 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
147
148 /*
149  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
150  * low four bits) to a page protection mask..
151  */
152 extern pgprot_t protection_map[16];
153
154 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
155 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
156 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
157 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
158 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
159 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
160
161 /*
162  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
163  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
164  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
165  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
166  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
167  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
168  */
169 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
170 {
171         return !!(vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
172 }
173
174 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
175 {
176         return !!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
177 }
178
179 /*
180  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
181  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
182  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
183  *
184  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
185  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
186  * mapping support.
187  */
188 struct vm_fault {
189         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
190         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
191         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
192
193         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
194                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
195                                          * is set (which is also implied by
196                                          * VM_FAULT_ERROR).
197                                          */
198 };
199
200 /*
201  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
202  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
203  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
204  */
205 struct vm_operations_struct {
206         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
207         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
208         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
209
210         /* notification that a previously read-only page is about to become
211          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
212         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
213
214         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
215          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
216          */
217         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
218                       void *buf, int len, int write);
219 #ifdef CONFIG_NUMA
220         /*
221          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
222          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
223          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
224          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
225          * mempolicy.
226          */
227         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
228
229         /*
230          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
231          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
232          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
233          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
234          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
235          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
236          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
237          * policy.
238          */
239         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
240                                         unsigned long addr);
241         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
242                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
243 #endif
244 };
245
246 struct mmu_gather;
247 struct inode;
248
249 #define page_private(page)              ((page)->private)
250 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
251
252 /*
253  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
254  * files which need it (119 of them)
255  */
256 #include <linux/page-flags.h>
257 #include <linux/huge_mm.h>
258
259 /*
260  * Methods to modify the page usage count.
261  *
262  * What counts for a page usage:
263  * - cache mapping   (page->mapping)
264  * - private data    (page->private)
265  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
266  *   is counted separately
267  *
268  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
269  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
270  */
271
272 /*
273  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
274  */
275 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
276 {
277         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
278         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
279 }
280
281 /*
282  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
283  * that is the case.
284  */
285 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
286 {
287         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
288 }
289
290 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
291
292 /* Support for virtually mapped pages */
293 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
294 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
295
296 /*
297  * Determine if an address is within the vmalloc range
298  *
299  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
300  * is no special casing required.
301  */
302 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
303 {
304 #ifdef CONFIG_MMU
305         unsigned long addr = (unsigned long)x;
306
307         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
308 #else
309         return 0;
310 #endif
311 }
312 #ifdef CONFIG_MMU
313 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
314 #else
315 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
316 {
317         return 0;
318 }
319 #endif
320
321 static inline void compound_lock(struct page *page)
322 {
323 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
324         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
325 #endif
326 }
327
328 static inline void compound_unlock(struct page *page)
329 {
330 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
331         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
332 #endif
333 }
334
335 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
336 {
337         unsigned long uninitialized_var(flags);
338 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
339         local_irq_save(flags);
340         compound_lock(page);
341 #endif
342         return flags;
343 }
344
345 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
346                                               unsigned long flags)
347 {
348 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
349         compound_unlock(page);
350         local_irq_restore(flags);
351 #endif
352 }
353
354 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
355 {
356         if (unlikely(PageTail(page)))
357                 return page->first_page;
358         return page;
359 }
360
361 /*
362  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
363  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
364  * and atomic_add_negative(-1).
365  */
366 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
367 {
368         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
369 }
370
371 static inline int page_mapcount(struct page *page)
372 {
373         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
374 }
375
376 static inline int page_count(struct page *page)
377 {
378         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
379 }
380
381 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
382 {
383         /*
384          * __split_huge_page_refcount() cannot run
385          * from under us.
386          */
387         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
388         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
389         atomic_inc(&page->_mapcount);
390 }
391
392 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
393
394 static inline void get_page(struct page *page)
395 {
396         if (unlikely(PageTail(page)))
397                 if (likely(__get_page_tail(page)))
398                         return;
399         /*
400          * Getting a normal page or the head of a compound page
401          * requires to already have an elevated page->_count.
402          */
403         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) <= 0);
404         atomic_inc(&page->_count);
405 }
406
407 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
408 {
409         struct page *page = virt_to_page(x);
410         return compound_head(page);
411 }
412
413 /*
414  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
415  * the first time (boot or memory hotplug)
416  */
417 static inline void init_page_count(struct page *page)
418 {
419         atomic_set(&page->_count, 1);
420 }
421
422 /*
423  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
424  * (see mm/page_alloc.c).
425  *
426  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
427  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
428  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
429  * efficiently by most CPU architectures.
430  */
431 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
432
433 static inline int PageBuddy(struct page *page)
434 {
435         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
436 }
437
438 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
439 {
440         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
441         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
442 }
443
444 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
445 {
446         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
447         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
448 }
449
450 void put_page(struct page *page);
451 void put_pages_list(struct list_head *pages);
452
453 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
454 int split_free_page(struct page *page);
455
456 /*
457  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
458  * prototype for that function and accessor functions.
459  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
460  */
461 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
462
463 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
464                                                 compound_page_dtor *dtor)
465 {
466         page[1].lru.next = (void *)dtor;
467 }
468
469 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
470 {
471         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
472 }
473
474 static inline int compound_order(struct page *page)
475 {
476         if (!PageHead(page))
477                 return 0;
478         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
479 }
480
481 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
482 {
483         int order;
484         unsigned long flags;
485
486         if (!PageHead(page))
487                 return 0;
488
489         flags = compound_lock_irqsave(page);
490         order = compound_order(page);
491         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
492         return order;
493 }
494
495 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
496 {
497         page[1].lru.prev = (void *)order;
498 }
499
500 #ifdef CONFIG_MMU
501 /*
502  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
503  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
504  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
505  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
506  */
507 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
508 {
509         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
510                 pte = pte_mkwrite(pte);
511         return pte;
512 }
513 #endif
514
515 /*
516  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
517  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
518  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
519  * only one copy in memory, at most, normally.
520  *
521  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
522  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
523  *   freelist management in the buddy allocator.
524  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
525  *
526  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
527  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
528  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
529  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
530  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
531  *
532  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
533  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
534  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
535  * and page->virtual store page management information, but all other fields
536  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
537  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
538  * subsequently been given references to it.
539  *
540  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
541  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
542  * The following discussion applies only to them.
543  *
544  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
545  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
546  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
547  * into the filesystem to release these pages.
548  *
549  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
550  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
551  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
552  *
553  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
554  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
555  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
556  *
557  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
558  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
559  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
560  *
561  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
562  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
563  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
564  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
565  *
566  * All pagecache pages may be subject to I/O:
567  * - inode pages may need to be read from disk,
568  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
569  *   to be written back to the inode on disk,
570  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
571  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
572  *   back into memory.
573  */
574
575 /*
576  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
577  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
578  */
579
580
581 /*
582  * page->flags layout:
583  *
584  * There are three possibilities for how page->flags get
585  * laid out.  The first is for the normal case, without
586  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
587  * plenty of space for node and section.  The last is when
588  * we have run out of space and have to fall back to an
589  * alternate (slower) way of determining the node.
590  *
591  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
592  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
593  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
594  */
595 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
596 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
597 #else
598 #define SECTIONS_WIDTH          0
599 #endif
600
601 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
602
603 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
604 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
605 #else
606 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
607 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
608 #endif
609 #define NODES_WIDTH             0
610 #endif
611
612 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
613 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
614 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
615 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
616
617 /*
618  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
619  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
620  */
621 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
622 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
623 #endif
624
625 /*
626  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
627  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
628  * the compiler will optimise away reference to them.
629  */
630 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
631 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
632 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
633
634 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
635 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
636 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
637 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
638                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
639 #else
640 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
641 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
642                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
643 #endif
644
645 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
646
647 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
648 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
649 #endif
650
651 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
652 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
653 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
654 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
655
656 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
657 {
658         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
659 }
660
661 /*
662  * The identification function is only used by the buddy allocator for
663  * determining if two pages could be buddies. We are not really
664  * identifying a zone since we could be using a the section number
665  * id if we have not node id available in page flags.
666  * We guarantee only that it will return the same value for two
667  * combinable pages in a zone.
668  */
669 static inline int page_zone_id(struct page *page)
670 {
671         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
672 }
673
674 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
675 {
676 #ifdef CONFIG_NUMA
677         return zone->node;
678 #else
679         return 0;
680 #endif
681 }
682
683 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
684 extern int page_to_nid(const struct page *page);
685 #else
686 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
687 {
688         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
689 }
690 #endif
691
692 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
693 {
694         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
695 }
696
697 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
698 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
699 {
700         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
701         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
702 }
703
704 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
705 {
706         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
707 }
708 #endif
709
710 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
711 {
712         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
713         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
714 }
715
716 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
717 {
718         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
719         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
720 }
721
722 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
723         unsigned long node, unsigned long pfn)
724 {
725         set_page_zone(page, zone);
726         set_page_node(page, node);
727 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
728         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
729 #endif
730 }
731
732 /*
733  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
734  */
735 #include <linux/vmstat.h>
736
737 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
738 {
739         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
740 }
741
742 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
743 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
744 #endif
745
746 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
747 #define page_address(page) ((page)->virtual)
748 #define set_page_address(page, address)                 \
749         do {                                            \
750                 (page)->virtual = (address);            \
751         } while(0)
752 #define page_address_init()  do { } while(0)
753 #endif
754
755 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
756 void *page_address(const struct page *page);
757 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
758 void page_address_init(void);
759 #endif
760
761 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
762 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
763 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
764 #define page_address_init()  do { } while(0)
765 #endif
766
767 /*
768  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
769  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
770  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
771  *
772  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
773  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
774  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
775  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
776  *
777  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
778  *
779  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
780  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
781  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
782  */
783 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
784 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
785 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
786
787 extern struct address_space swapper_space;
788 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
789 {
790         struct address_space *mapping = page->mapping;
791
792         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
793         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
794                 mapping = &swapper_space;
795         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
796                 mapping = NULL;
797         return mapping;
798 }
799
800 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
801 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
802 {
803         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
804 }
805
806 static inline int PageAnon(struct page *page)
807 {
808         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
809 }
810
811 /*
812  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
813  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
814  */
815 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
816 {
817         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
818                 return page_private(page);
819         return page->index;
820 }
821
822 /*
823  * Return true if this page is mapped into pagetables.
824  */
825 static inline int page_mapped(struct page *page)
826 {
827         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
828 }
829
830 /*
831  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
832  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
833  * just gets major/minor fault counters bumped up.
834  */
835
836 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
837
838 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
839 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
840 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
841 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
842 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
843 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
844
845 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
846 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
847 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
848
849 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
850
851 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
852                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
853
854 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
855 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
856 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
857
858 /*
859  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
860  */
861 extern void pagefault_out_of_memory(void);
862
863 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
864
865 /*
866  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
867  * various contexts.
868  */
869 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
870
871 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
872 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
873
874 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
875 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
876 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
877
878 extern int can_do_mlock(void);
879 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
880 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
881
882 /*
883  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
884  */
885 struct zap_details {
886         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
887         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
888         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
889         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
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 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
898                 unsigned long size, struct zap_details *);
899 void 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  *             this handler is required to be able to handle
910  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
911  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
912  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
913  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
914  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
915  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
916  *                            is used.
917  *
918  * (see walk_page_range for more details)
919  */
920 struct mm_walk {
921         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
922         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
923         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
924         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
925         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
926         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
927                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
928         struct mm_struct *mm;
929         void *private;
930 };
931
932 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
933                 struct mm_walk *walk);
934 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
935                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
936 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
937                         struct vm_area_struct *vma);
938 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
939                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
940 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
941         unsigned long *pfn);
942 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
943                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
944 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
945                         void *buf, int len, int write);
946
947 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
948                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
949 {
950         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
951 }
952
953 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
954 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
955 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
956 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
957
958 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
959 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
960
961 int invalidate_inode_page(struct page *page);
962
963 #ifdef CONFIG_MMU
964 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
965                         unsigned long address, unsigned int flags);
966 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
967                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
968 #else
969 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
970                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
971                         unsigned int flags)
972 {
973         /* should never happen if there's no MMU */
974         BUG();
975         return VM_FAULT_SIGBUS;
976 }
977 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
978                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
979                 unsigned int fault_flags)
980 {
981         /* should never happen if there's no MMU */
982         BUG();
983         return -EFAULT;
984 }
985 #endif
986
987 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
988 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
989 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
990                 void *buf, int len, int write);
991
992 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
993                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
994                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
995                      int *nonblocking);
996 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
997                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
998                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
999 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1000                         struct page **pages);
1001 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1002
1003 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1004 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1005
1006 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1007 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1008 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1009                                 struct page *page);
1010 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1011 void account_page_writeback(struct page *page);
1012 int set_page_dirty(struct page *page);
1013 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1014 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1015
1016 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1017 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1018 {
1019         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1020 }
1021
1022 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1023                                              unsigned long addr)
1024 {
1025         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1026                 (vma->vm_start == addr) &&
1027                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1028 }
1029
1030 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1031 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1032 {
1033         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1034 }
1035
1036 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1037                                            unsigned long addr)
1038 {
1039         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1040                 (vma->vm_end == addr) &&
1041                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1042 }
1043
1044 extern pid_t
1045 vm_is_stack(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, int in_group);
1046
1047 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1048                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1049                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1050 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1051                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1052                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1053 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1054                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1055                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1056
1057 /*
1058  * doesn't attempt to fault and will return short.
1059  */
1060 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1061                           struct page **pages);
1062 /*
1063  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1064  */
1065 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1066 {
1067         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1068
1069 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1070         /*
1071          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1072          * But it's never be expected number for users.
1073          */
1074         if (val < 0)
1075                 val = 0;
1076 #endif
1077         return (unsigned long)val;
1078 }
1079
1080 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1081 {
1082         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1083 }
1084
1085 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1086 {
1087         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1088 }
1089
1090 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1091 {
1092         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1093 }
1094
1095 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1096 {
1097         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1098                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1099 }
1100
1101 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1102 {
1103         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1104 }
1105
1106 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1107 {
1108         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1109 }
1110
1111 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1112 {
1113         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1114
1115         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1116                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1117 }
1118
1119 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1120 {
1121         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1122                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1123 }
1124
1125 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1126                                          struct mm_struct *mm)
1127 {
1128         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1129
1130         if (*maxrss < hiwater_rss)
1131                 *maxrss = hiwater_rss;
1132 }
1133
1134 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1135 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1136 #else
1137 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1138 {
1139 }
1140 #endif
1141
1142 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1143
1144 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1145                                spinlock_t **ptl);
1146 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1147                                     spinlock_t **ptl)
1148 {
1149         pte_t *ptep;
1150         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1151         return ptep;
1152 }
1153
1154 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1155 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1156                                                 unsigned long address)
1157 {
1158         return 0;
1159 }
1160 #else
1161 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1162 #endif
1163
1164 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1165 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1166                                                 unsigned long address)
1167 {
1168         return 0;
1169 }
1170 #else
1171 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1172 #endif
1173
1174 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1175                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1176 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1177
1178 /*
1179  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1180  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1181  */
1182 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1183 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1184 {
1185         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1186                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1187 }
1188
1189 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1190 {
1191         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1192                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1193 }
1194 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1195
1196 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1197 /*
1198  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1199  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1200  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1201  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1202  */
1203 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1204 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1205         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1206 } while (0)
1207 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1208 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1209 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1210 /*
1211  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1212  */
1213 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1214 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1215 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1216 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1217
1218 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1219 {
1220         pte_lock_init(page);
1221         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1222 }
1223
1224 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1225 {
1226         pte_lock_deinit(page);
1227         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1228 }
1229
1230 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1231 ({                                                      \
1232         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1233         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1234         *(ptlp) = __ptl;                                \
1235         spin_lock(__ptl);                               \
1236         __pte;                                          \
1237 })
1238
1239 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1240         spin_unlock(ptl);                               \
1241         pte_unmap(pte);                                 \
1242 } while (0)
1243
1244 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1245         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1246                                                         pmd, address))? \
1247          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1248
1249 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1250         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1251                                                         pmd, address))? \
1252                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1253
1254 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1255         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1256                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1257
1258 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1259 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1260                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1261 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1262 /*
1263  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1264  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1265  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1266  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1267  * free_area_init_node()
1268  *
1269  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1270  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1271  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1272  * usage, an architecture is expected to do something like
1273  *
1274  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1275  *                                                       max_highmem_pfn};
1276  * for_each_valid_physical_page_range()
1277  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1278  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1279  *
1280  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1281  * registered physical page range.  Similarly
1282  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1283  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1284  *
1285  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1286  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1287  */
1288 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1289 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1290 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1291                                                 unsigned long end_pfn);
1292 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1293                                                 unsigned long end_pfn);
1294 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1295                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1296 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1297 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1298                                                 unsigned long max_low_pfn);
1299 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1300
1301 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1302
1303 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1304     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1305 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1306 {
1307         return 0;
1308 }
1309 #else
1310 /* please see mm/page_alloc.c */
1311 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1312 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1313 /* there is a per-arch backend function. */
1314 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1315 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1316 #endif
1317
1318 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1319 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1320                                 unsigned long, enum memmap_context);
1321 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1322 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1323 extern void mem_init(void);
1324 extern void __init mmap_init(void);
1325 extern void show_mem(unsigned int flags);
1326 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1327 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1328 extern int after_bootmem;
1329
1330 extern __printf(3, 4)
1331 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1332
1333 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1334
1335 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1336
1337 /* nommu.c */
1338 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1339 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1340
1341 /* prio_tree.c */
1342 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1343 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1344 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1345 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1346         struct prio_tree_iter *iter);
1347
1348 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1349         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1350                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1351
1352 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1353                                         struct list_head *list)
1354 {
1355         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1356         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1357 }
1358
1359 /* mmap.c */
1360 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1361 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1362         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1363 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1364         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1365         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1366         struct mempolicy *);
1367 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1368 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1369         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1370 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1371 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1372         struct rb_node **, struct rb_node *);
1373 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1374 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1375         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1376 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1377
1378 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1379 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1380
1381 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1382 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1383 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1384 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1385 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1386
1387 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1388 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1389                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1390                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1391
1392 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1393
1394 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1395         unsigned long len, unsigned long prot,
1396         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1397 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1398         unsigned long len, unsigned long flags,
1399         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1400
1401 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1402         unsigned long len, unsigned long prot,
1403         unsigned long flag, unsigned long offset)
1404 {
1405         unsigned long ret = -EINVAL;
1406         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1407                 goto out;
1408         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1409                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1410 out:
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1415
1416 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1417
1418 /* truncate.c */
1419 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1420 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1421                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1422
1423 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1424 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1425
1426 /* mm/page-writeback.c */
1427 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1428 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1429
1430 /* readahead.c */
1431 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1432 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1433
1434 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1435                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1436
1437 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1438                                struct file_ra_state *ra,
1439                                struct file *filp,
1440                                pgoff_t offset,
1441                                unsigned long size);
1442
1443 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1444                                 struct file_ra_state *ra,
1445                                 struct file *filp,
1446                                 struct page *pg,
1447                                 pgoff_t offset,
1448                                 unsigned long size);
1449
1450 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1451 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1452                         struct address_space *mapping,
1453                         struct file *filp);
1454
1455 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1456 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1457
1458 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1459 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1460                 unsigned long address);
1461 #if VM_GROWSUP
1462 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1463 #else
1464   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1465 #endif
1466
1467 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1468 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1469 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1470                                              struct vm_area_struct **pprev);
1471
1472 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1473    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1474 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1475 {
1476         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1477
1478         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1479                 vma = NULL;
1480         return vma;
1481 }
1482
1483 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1484 {
1485         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1486 }
1487
1488 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1489 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1490                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1491 {
1492         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1493
1494         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1495                 vma = NULL;
1496
1497         return vma;
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_MMU
1501 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1502 #else
1503 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1504 {
1505         return __pgprot(0);
1506 }
1507 #endif
1508
1509 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1510 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1511                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1512 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1513 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1514                         unsigned long pfn);
1515 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1516                         unsigned long pfn);
1517
1518 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1519                         unsigned int foll_flags);
1520 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1521 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1522 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1523 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1524 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1525 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1526                                  * and return without waiting upon it */
1527 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1528 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1529 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1530
1531 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1532                         void *data);
1533 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1534                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1535
1536 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1537 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1538 #else
1539 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1540                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1541 {
1542 }
1543 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1544
1545 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1546 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1547 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1548 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1549 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1550 #else
1551 static inline void
1552 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1553 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1554 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1555 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1556 #endif
1557
1558 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1559 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1560 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1561 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1562 #else
1563 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1564 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1565 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1566
1567 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1568                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1569 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
1570                           unsigned long nr_pages_scanned,
1571                           unsigned long lru_pages);
1572
1573 #ifndef CONFIG_MMU
1574 #define randomize_va_space 0
1575 #else
1576 extern int randomize_va_space;
1577 #endif
1578
1579 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1580 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1581
1582 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1583                                    unsigned long pnum_begin,
1584                                    unsigned long pnum_end,
1585                                    unsigned long map_count,
1586                                    int nodeid);
1587
1588 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1589 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1590 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1591 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1592 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1593 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1594 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1595 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1596 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1597                                                 unsigned long pages, int node);
1598 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1599 void vmemmap_populate_print_last(void);
1600
1601
1602 enum mf_flags {
1603         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1604         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
1605 };
1606 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1607 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1608 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1609 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1610 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1611 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1612 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1613 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1614
1615 extern void dump_page(struct page *page);
1616
1617 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1618 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1619                             unsigned long addr,
1620                             unsigned int pages_per_huge_page);
1621 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1622                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1623                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1624 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1625
1626 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1627 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
1628
1629 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
1630 {
1631         return _debug_guardpage_minorder;
1632 }
1633
1634 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
1635 {
1636         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
1637 }
1638 #else
1639 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
1640 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
1641 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1642
1643 #endif /* __KERNEL__ */
1644 #endif /* _LINUX_MM_H */