[PATCH] vdso: randomize the i386 vDSO by moving it into a vma
[linux-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/sched.h>
5 #include <linux/errno.h>
6 #include <linux/capability.h>
7
8 #ifdef __KERNEL__
9
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.h>
14 #include <linux/prio_tree.h>
15 #include <linux/fs.h>
16 #include <linux/mutex.h>
17
18 struct mempolicy;
19 struct anon_vma;
20
21 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
22 extern unsigned long max_mapnr;
23 #endif
24
25 extern unsigned long num_physpages;
26 extern void * high_memory;
27 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
28 extern int page_cluster;
29
30 #ifdef CONFIG_SYSCTL
31 extern int sysctl_legacy_va_layout;
32 #else
33 #define sysctl_legacy_va_layout 0
34 #endif
35
36 #include <asm/page.h>
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/processor.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40
41 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
42
43 /*
44  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
45  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
46  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
47  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
48  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
49  * mmap() functions).
50  */
51
52 /*
53  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
54  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
55  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
56  * library, the executable area etc).
57  */
58 struct vm_area_struct {
59         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
60         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
61         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
62                                            within vm_mm. */
63
64         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
65         struct vm_area_struct *vm_next;
66
67         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
68         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
69
70         struct rb_node vm_rb;
71
72         /*
73          * For areas with an address space and backing store,
74          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
75          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
76          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
77          */
78         union {
79                 struct {
80                         struct list_head list;
81                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
82                         struct vm_area_struct *head;
83                 } vm_set;
84
85                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
86         } shared;
87
88         /*
89          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
90          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
91          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
92          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
93          */
94         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
95         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
96
97         /* Function pointers to deal with this struct. */
98         struct vm_operations_struct * vm_ops;
99
100         /* Information about our backing store: */
101         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
102                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
103         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
104         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
105         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
106
107 #ifndef CONFIG_MMU
108         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
109 #endif
110 #ifdef CONFIG_NUMA
111         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
112 #endif
113 };
114
115 /*
116  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
117  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
118  * system, and mm's subscribe to these individually
119  */
120 struct vm_list_struct {
121         struct vm_list_struct   *next;
122         struct vm_area_struct   *vma;
123 };
124
125 #ifndef CONFIG_MMU
126 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
127 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
128
129 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
130 #endif
131
132 /*
133  * vm_flags..
134  */
135 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
136 #define VM_WRITE        0x00000002
137 #define VM_EXEC         0x00000004
138 #define VM_SHARED       0x00000008
139
140 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
141 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
142 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
143 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
144 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
145
146 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
147 #define VM_GROWSUP      0x00000200
148 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
149 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
150
151 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
152 #define VM_LOCKED       0x00002000
153 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
154
155                                         /* Used by sys_madvise() */
156 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
157 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
158
159 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
160 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
161 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
162 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
163 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
164 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
165 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
166 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
167
168 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
169 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
170 #endif
171
172 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
173 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
174 #else
175 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
176 #endif
177
178 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
179 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
180 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
181 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
182 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
183
184 /*
185  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
186  * low four bits) to a page protection mask..
187  */
188 extern pgprot_t protection_map[16];
189
190
191 /*
192  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
193  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
194  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
195  */
196 struct vm_operations_struct {
197         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
198         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
199         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
200         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
201
202         /* notification that a previously read-only page is about to become
203          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
204         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct page *page);
205 #ifdef CONFIG_NUMA
206         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
207         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
208                                         unsigned long addr);
209         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
210                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
211 #endif
212 };
213
214 struct mmu_gather;
215 struct inode;
216
217 /*
218  * Each physical page in the system has a struct page associated with
219  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
220  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
221  * a page.
222  */
223 struct page {
224         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
225                                          * updated asynchronously */
226         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
227         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
228                                          * to show when page is mapped
229                                          * & limit reverse map searches.
230                                          */
231         union {
232             struct {
233                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
234                                                  * usually used for buffer_heads
235                                                  * if PagePrivate set; used for
236                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
237                                                  * indicates order in the buddy
238                                                  * system if PG_buddy is set.
239                                                  */
240                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
241                                                  * inode address_space, or NULL.
242                                                  * If page mapped as anonymous
243                                                  * memory, low bit is set, and
244                                                  * it points to anon_vma object:
245                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
246                                                  */
247             };
248 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
249             spinlock_t ptl;
250 #endif
251         };
252         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
253         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
254                                          * protected by zone->lru_lock !
255                                          */
256         /*
257          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
258          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
259          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
260          * dynamically, so we need a place to store that address.
261          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
262          *
263          * Architectures with slow multiplication can define
264          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
265          */
266 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
267         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
268                                            not kmapped, ie. highmem) */
269 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
270 };
271
272 #define page_private(page)              ((page)->private)
273 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
274
275 /*
276  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
277  * files which need it (119 of them)
278  */
279 #include <linux/page-flags.h>
280
281 /*
282  * Methods to modify the page usage count.
283  *
284  * What counts for a page usage:
285  * - cache mapping   (page->mapping)
286  * - private data    (page->private)
287  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
288  *   is counted separately
289  *
290  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
291  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
292  */
293
294 /*
295  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
296  * no users)
297  */
298 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
299 {
300         BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
301         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
302 }
303
304 /*
305  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
306  * that is the case.
307  */
308 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
309 {
310         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
311 }
312
313 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
314
315 static inline int page_count(struct page *page)
316 {
317         if (unlikely(PageCompound(page)))
318                 page = (struct page *)page_private(page);
319         return atomic_read(&page->_count);
320 }
321
322 static inline void get_page(struct page *page)
323 {
324         if (unlikely(PageCompound(page)))
325                 page = (struct page *)page_private(page);
326         atomic_inc(&page->_count);
327 }
328
329 /*
330  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
331  * the first time (boot or memory hotplug)
332  */
333 static inline void init_page_count(struct page *page)
334 {
335         atomic_set(&page->_count, 1);
336 }
337
338 void put_page(struct page *page);
339
340 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
341
342 /*
343  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
344  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
345  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
346  * only one copy in memory, at most, normally.
347  *
348  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
349  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
350  *   freelist management in the buddy allocator.
351  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
352  *   (e.g. a private data page of one process).
353  *
354  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
355  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
356  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
357  * management of this page is the responsibility of the one who uses
358  * it.
359  *
360  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
361  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
362  * The following discussion applies only to them.
363  *
364  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
365  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
366  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
367  *
368  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
369  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
370  * list of the page's disk buffers.
371  *
372  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
373  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
374  * the page cache itself.
375  *
376  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
377  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
378  *
379  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
380  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
381  *
382  * All process pages can do I/O:
383  * - inode pages may need to be read from disk,
384  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
385  *   to be written to disk,
386  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
387  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
388  */
389
390 /*
391  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
392  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
393  */
394
395
396 /*
397  * page->flags layout:
398  *
399  * There are three possibilities for how page->flags get
400  * laid out.  The first is for the normal case, without
401  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
402  * plenty of space for node and section.  The last is when
403  * we have run out of space and have to fall back to an
404  * alternate (slower) way of determining the node.
405  *
406  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
407  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
408  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
409  */
410 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
411 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
412 #else
413 #define SECTIONS_WIDTH          0
414 #endif
415
416 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
417
418 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
419 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
420 #else
421 #define NODES_WIDTH             0
422 #endif
423
424 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
425 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
426 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
427 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
428
429 /*
430  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
431  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
432  */
433 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
434
435 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
436 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
437 #endif
438
439 /*
440  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
441  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
442  * the compiler will optimise away reference to them.
443  */
444 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
445 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
446 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
447
448 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
449 #if FLAGS_HAS_NODE
450 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
451 #else
452 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
453 #endif
454 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
455
456 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
457 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
458 #endif
459
460 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
461 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
462 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
463 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
464
465 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
466 {
467         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
468 }
469
470 struct zone;
471 extern struct zone *zone_table[];
472
473 static inline int page_zone_id(struct page *page)
474 {
475         return (page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) & ZONETABLE_MASK;
476 }
477 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
478 {
479         return zone_table[page_zone_id(page)];
480 }
481
482 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
483 {
484         if (FLAGS_HAS_NODE)
485                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
486         else
487                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
488 }
489 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
490 {
491         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
492 }
493
494 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
495 {
496         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
497         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
498 }
499 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
500 {
501         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
502         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
503 }
504 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
505 {
506         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
507         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
508 }
509
510 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
511         unsigned long node, unsigned long pfn)
512 {
513         set_page_zone(page, zone);
514         set_page_node(page, node);
515         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
516 }
517
518 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
519 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
520 extern struct page *mem_map;
521 #endif
522
523 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
524 {
525         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
526 }
527
528 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
529 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
530 #endif
531
532 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
533 #define page_address(page) ((page)->virtual)
534 #define set_page_address(page, address)                 \
535         do {                                            \
536                 (page)->virtual = (address);            \
537         } while(0)
538 #define page_address_init()  do { } while(0)
539 #endif
540
541 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
542 void *page_address(struct page *page);
543 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
544 void page_address_init(void);
545 #endif
546
547 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
548 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
549 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
550 #define page_address_init()  do { } while(0)
551 #endif
552
553 /*
554  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
555  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
556  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
557  *
558  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
559  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
560  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
561  */
562 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
563
564 extern struct address_space swapper_space;
565 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
566 {
567         struct address_space *mapping = page->mapping;
568
569         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
570                 mapping = &swapper_space;
571         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
572                 mapping = NULL;
573         return mapping;
574 }
575
576 static inline int PageAnon(struct page *page)
577 {
578         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
579 }
580
581 /*
582  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
583  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
584  */
585 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
586 {
587         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
588                 return page_private(page);
589         return page->index;
590 }
591
592 /*
593  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
594  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
595  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
596  */
597 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
598 {
599         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
600 }
601
602 static inline int page_mapcount(struct page *page)
603 {
604         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
605 }
606
607 /*
608  * Return true if this page is mapped into pagetables.
609  */
610 static inline int page_mapped(struct page *page)
611 {
612         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
613 }
614
615 /*
616  * Error return values for the *_nopage functions
617  */
618 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
619 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
620
621 /*
622  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
623  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
624  * just gets major/minor fault counters bumped up.
625  */
626 #define VM_FAULT_OOM    0x00
627 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
628 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
629 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
630
631 /* 
632  * Special case for get_user_pages.
633  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
634  */
635 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
636
637 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
638
639 extern void show_free_areas(void);
640
641 #ifdef CONFIG_SHMEM
642 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
643                         unsigned long address, int *type);
644 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
645 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
646                                         unsigned long addr);
647 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
648 #else
649 #define shmem_nopage filemap_nopage
650
651 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
652                              struct user_struct *user)
653 {
654         return 0;
655 }
656
657 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
658                                    struct mempolicy *new)
659 {
660         return 0;
661 }
662
663 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
664                                                  unsigned long addr)
665 {
666         return NULL;
667 }
668 #endif
669 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
670 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
671
672 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
673
674 #ifndef CONFIG_MMU
675 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
676                                              unsigned long addr,
677                                              unsigned long len,
678                                              unsigned long pgoff,
679                                              unsigned long flags);
680 #endif
681
682 static inline int can_do_mlock(void)
683 {
684         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
685                 return 1;
686         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
687                 return 1;
688         return 0;
689 }
690 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
691 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
692
693 /*
694  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
695  */
696 struct zap_details {
697         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
698         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
699         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
700         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
701         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
702         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
703 };
704
705 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
706 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
707                 unsigned long size, struct zap_details *);
708 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
709                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
710                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
711                 struct zap_details *);
712 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
713                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
714 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
715                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
716 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
717                         struct vm_area_struct *vma);
718 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
719                         unsigned long size, pgprot_t prot);
720 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
721                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
722
723 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
724                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
725 {
726         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
727 }
728
729 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
730 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
731 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
732 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
733
734 #ifdef CONFIG_MMU
735 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
736                         unsigned long address, int write_access);
737
738 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
739                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
740                         int write_access)
741 {
742         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
743                                 (~VM_FAULT_WRITE);
744 }
745 #else
746 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
747                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
748                         int write_access)
749 {
750         /* should never happen if there's no MMU */
751         BUG();
752         return VM_FAULT_SIGBUS;
753 }
754 #endif
755
756 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
757 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
758 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
759
760 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
761                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
762 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
763
764 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
765 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
766 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
767                                 struct page *page);
768 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
769 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
770 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
771
772 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
773                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
774                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
775
776 /*
777  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
778  * 
779  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
780  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
781  *
782  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
783  *
784  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
785  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
786  */
787 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
788
789 /*
790  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
791  * to recreate one of the objects that these functions age.
792  */
793
794 #define DEFAULT_SEEKS 2
795 struct shrinker;
796 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
797 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
798
799 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
800
801 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
802 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
803 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
804 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
805
806 /*
807  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
808  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
809  */
810 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
811 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
812 {
813         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
814                 NULL: pud_offset(pgd, address);
815 }
816
817 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
818 {
819         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
820                 NULL: pmd_offset(pud, address);
821 }
822 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
823
824 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
825 /*
826  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
827  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
828  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
829  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
830  */
831 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
832 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
833         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
834 } while (0)
835 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
836 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
837 #else
838 /*
839  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
840  */
841 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
842 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
843 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
844 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
845
846 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
847 ({                                                      \
848         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
849         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
850         *(ptlp) = __ptl;                                \
851         spin_lock(__ptl);                               \
852         __pte;                                          \
853 })
854
855 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
856         spin_unlock(ptl);                               \
857         pte_unmap(pte);                                 \
858 } while (0)
859
860 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
861         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
862                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
863
864 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
865         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
866                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
867
868 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
869         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
870                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
871
872 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
873 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
874         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
875         unsigned long *zholes_size);
876 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
877 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
878 extern void mem_init(void);
879 extern void show_mem(void);
880 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
881 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
882
883 #ifdef CONFIG_NUMA
884 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
885 #else
886 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
887 #endif
888
889 /* prio_tree.c */
890 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
891 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
892 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
893 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
894         struct prio_tree_iter *iter);
895
896 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
897         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
898                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
899
900 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
901                                         struct list_head *list)
902 {
903         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
904         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
905 }
906
907 /* mmap.c */
908 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
909 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
910         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
911 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
912         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
913         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
914         struct mempolicy *);
915 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
916 extern int split_vma(struct mm_struct *,
917         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
918 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
919 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
920         struct rb_node **, struct rb_node *);
921 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
922 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
923         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
924 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
925 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
926
927 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
928
929 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
930         unsigned long len, unsigned long prot,
931         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
932
933 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
934         unsigned long len, unsigned long prot,
935         unsigned long flag, unsigned long offset)
936 {
937         unsigned long ret = -EINVAL;
938         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
939                 goto out;
940         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
941                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
942 out:
943         return ret;
944 }
945
946 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
947
948 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
949
950 /* filemap.c */
951 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
952 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
953 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
954                                        loff_t lstart, loff_t lend);
955
956 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
957 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
958 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
959                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
960
961 /* mm/page-writeback.c */
962 int write_one_page(struct page *page, int wait);
963
964 /* readahead.c */
965 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
966 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
967 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
968                                          * turning readahead off */
969
970 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
971                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
972 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
973                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
974 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
975                           struct file_ra_state *ra,
976                           struct file *filp,
977                           pgoff_t offset,
978                           unsigned long size);
979 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
980                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
981 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
982
983 /* Do stack extension */
984 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
985 #ifdef CONFIG_IA64
986 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
987 #endif
988
989 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
990 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
991 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
992                                              struct vm_area_struct **pprev);
993
994 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
995    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
996 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
997 {
998         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
999
1000         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1001                 vma = NULL;
1002         return vma;
1003 }
1004
1005 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1006 {
1007         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1008 }
1009
1010 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1011 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1012 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1013 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1014                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1015 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1016
1017 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1018                         unsigned int foll_flags);
1019 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1020 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1021 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1022 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1023
1024 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1025 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1026 #else
1027 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1028                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1029 {
1030 }
1031 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1032
1033 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1034 static inline void
1035 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1036 {
1037         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1038                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1039                                                  numpages * PAGE_SIZE);
1040 }
1041 #endif
1042
1043 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1044 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1045 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1046 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1047 #else
1048 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1049 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1050 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1051
1052 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1053 #define OOM_DISABLE -17
1054
1055 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1056                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1057 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1058                         unsigned long lru_pages);
1059 void drop_pagecache(void);
1060 void drop_slab(void);
1061
1062 #ifndef CONFIG_MMU
1063 #define randomize_va_space 0
1064 #else
1065 extern int randomize_va_space;
1066 #endif
1067
1068 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1069
1070 #endif /* __KERNEL__ */
1071 #endif /* _LINUX_MM_H */