x86,mm: make pagefault killable
[linux-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/gfp.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/prio_tree.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/range.h>
16 #include <linux/pfn.h>
17 #include <linux/bit_spinlock.h>
18
19 struct mempolicy;
20 struct anon_vma;
21 struct file_ra_state;
22 struct user_struct;
23 struct writeback_control;
24
25 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
26 extern unsigned long max_mapnr;
27 #endif
28
29 extern unsigned long num_physpages;
30 extern unsigned long totalram_pages;
31 extern void * high_memory;
32 extern int page_cluster;
33
34 #ifdef CONFIG_SYSCTL
35 extern int sysctl_legacy_va_layout;
36 #else
37 #define sysctl_legacy_va_layout 0
38 #endif
39
40 #include <asm/page.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/processor.h>
43
44 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
45
46 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
47 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
48
49 /*
50  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
51  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
52  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
53  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
54  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
55  * mmap() functions).
56  */
57
58 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
59
60 #ifndef CONFIG_MMU
61 extern struct rb_root nommu_region_tree;
62 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
63
64 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
65 #endif
66
67 /*
68  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
69  */
70 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
71 #define VM_WRITE        0x00000002
72 #define VM_EXEC         0x00000004
73 #define VM_SHARED       0x00000008
74
75 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
76 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
77 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
78 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
79 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
80
81 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
82 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
83 #define VM_GROWSUP      0x00000200
84 #else
85 #define VM_GROWSUP      0x00000000
86 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
87 #endif
88 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
89 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
90
91 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
92 #define VM_LOCKED       0x00002000
93 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
94
95                                         /* Used by sys_madvise() */
96 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
97 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
98
99 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
100 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
101 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
102 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
103 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
104 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
105 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
106 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
107 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
108 #else
109 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
110 #endif
111 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
112 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
113
114 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
115 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
116 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
117 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
118 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
119
120 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
121 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
122
123 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
124 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
125 #endif
126
127 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
128 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
129 #else
130 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
131 #endif
132
133 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
134 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
135 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
136 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
137 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
138
139 /*
140  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
141  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
142  */
143 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
144
145 /*
146  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
147  * low four bits) to a page protection mask..
148  */
149 extern pgprot_t protection_map[16];
150
151 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
152 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
153 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
154 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
155 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
156 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
157
158 /*
159  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
160  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
161  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
162  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
163  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
164  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
165  */
166 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
167 {
168         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
169 }
170
171 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
172 {
173         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
174 }
175
176 /*
177  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
178  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
179  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
180  *
181  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
182  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
183  * mapping support.
184  */
185 struct vm_fault {
186         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
187         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
188         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
189
190         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
191                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
192                                          * is set (which is also implied by
193                                          * VM_FAULT_ERROR).
194                                          */
195 };
196
197 /*
198  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
199  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
200  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
201  */
202 struct vm_operations_struct {
203         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
204         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
205         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
206
207         /* notification that a previously read-only page is about to become
208          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
209         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
210
211         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
212          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
213          */
214         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
215                       void *buf, int len, int write);
216 #ifdef CONFIG_NUMA
217         /*
218          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
219          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
220          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
221          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
222          * mempolicy.
223          */
224         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
225
226         /*
227          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
228          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
229          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
230          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
231          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
232          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
233          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
234          * policy.
235          */
236         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
237                                         unsigned long addr);
238         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
239                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
240 #endif
241 };
242
243 struct mmu_gather;
244 struct inode;
245
246 #define page_private(page)              ((page)->private)
247 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
248
249 /*
250  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
251  * files which need it (119 of them)
252  */
253 #include <linux/page-flags.h>
254 #include <linux/huge_mm.h>
255
256 /*
257  * Methods to modify the page usage count.
258  *
259  * What counts for a page usage:
260  * - cache mapping   (page->mapping)
261  * - private data    (page->private)
262  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
263  *   is counted separately
264  *
265  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
266  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
267  */
268
269 /*
270  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
271  */
272 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
273 {
274         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
275         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
276 }
277
278 /*
279  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
280  * that is the case.
281  */
282 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
283 {
284         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
285 }
286
287 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
288
289 /* Support for virtually mapped pages */
290 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
291 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
292
293 /*
294  * Determine if an address is within the vmalloc range
295  *
296  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
297  * is no special casing required.
298  */
299 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
300 {
301 #ifdef CONFIG_MMU
302         unsigned long addr = (unsigned long)x;
303
304         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
305 #else
306         return 0;
307 #endif
308 }
309 #ifdef CONFIG_MMU
310 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
311 #else
312 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
313 {
314         return 0;
315 }
316 #endif
317
318 static inline void compound_lock(struct page *page)
319 {
320 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
321         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
322 #endif
323 }
324
325 static inline void compound_unlock(struct page *page)
326 {
327 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
328         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
329 #endif
330 }
331
332 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
333 {
334         unsigned long uninitialized_var(flags);
335 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
336         local_irq_save(flags);
337         compound_lock(page);
338 #endif
339         return flags;
340 }
341
342 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
343                                               unsigned long flags)
344 {
345 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
346         compound_unlock(page);
347         local_irq_restore(flags);
348 #endif
349 }
350
351 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
352 {
353         if (unlikely(PageTail(page)))
354                 return page->first_page;
355         return page;
356 }
357
358 static inline int page_count(struct page *page)
359 {
360         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
361 }
362
363 static inline void get_page(struct page *page)
364 {
365         /*
366          * Getting a normal page or the head of a compound page
367          * requires to already have an elevated page->_count. Only if
368          * we're getting a tail page, the elevated page->_count is
369          * required only in the head page, so for tail pages the
370          * bugcheck only verifies that the page->_count isn't
371          * negative.
372          */
373         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) < !PageTail(page));
374         atomic_inc(&page->_count);
375         /*
376          * Getting a tail page will elevate both the head and tail
377          * page->_count(s).
378          */
379         if (unlikely(PageTail(page))) {
380                 /*
381                  * This is safe only because
382                  * __split_huge_page_refcount can't run under
383                  * get_page().
384                  */
385                 VM_BUG_ON(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0);
386                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
387         }
388 }
389
390 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
391 {
392         struct page *page = virt_to_page(x);
393         return compound_head(page);
394 }
395
396 /*
397  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
398  * the first time (boot or memory hotplug)
399  */
400 static inline void init_page_count(struct page *page)
401 {
402         atomic_set(&page->_count, 1);
403 }
404
405 /*
406  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
407  * (see mm/page_alloc.c).
408  *
409  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
410  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
411  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
412  * efficiently by most CPU architectures.
413  */
414 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
415
416 static inline int PageBuddy(struct page *page)
417 {
418         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
419 }
420
421 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
422 {
423         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
424         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
425 }
426
427 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
428 {
429         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
430         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
431 }
432
433 void put_page(struct page *page);
434 void put_pages_list(struct list_head *pages);
435
436 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
437 int split_free_page(struct page *page);
438
439 /*
440  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
441  * prototype for that function and accessor functions.
442  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
443  */
444 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
445
446 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
447                                                 compound_page_dtor *dtor)
448 {
449         page[1].lru.next = (void *)dtor;
450 }
451
452 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
453 {
454         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
455 }
456
457 static inline int compound_order(struct page *page)
458 {
459         if (!PageHead(page))
460                 return 0;
461         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
462 }
463
464 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
465 {
466         int order;
467         unsigned long flags;
468
469         if (!PageHead(page))
470                 return 0;
471
472         flags = compound_lock_irqsave(page);
473         order = compound_order(page);
474         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
475         return order;
476 }
477
478 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
479 {
480         page[1].lru.prev = (void *)order;
481 }
482
483 #ifdef CONFIG_MMU
484 /*
485  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
486  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
487  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
488  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
489  */
490 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
491 {
492         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
493                 pte = pte_mkwrite(pte);
494         return pte;
495 }
496 #endif
497
498 /*
499  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
500  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
501  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
502  * only one copy in memory, at most, normally.
503  *
504  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
505  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
506  *   freelist management in the buddy allocator.
507  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
508  *
509  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
510  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
511  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
512  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
513  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
514  *
515  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
516  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
517  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
518  * and page->virtual store page management information, but all other fields
519  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
520  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
521  * subsequently been given references to it.
522  *
523  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
524  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
525  * The following discussion applies only to them.
526  *
527  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
528  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
529  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
530  * into the filesystem to release these pages.
531  *
532  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
533  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
534  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
535  *
536  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
537  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
538  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
539  *
540  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
541  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
542  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
543  *
544  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
545  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
546  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
547  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
548  *
549  * All pagecache pages may be subject to I/O:
550  * - inode pages may need to be read from disk,
551  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
552  *   to be written back to the inode on disk,
553  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
554  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
555  *   back into memory.
556  */
557
558 /*
559  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
560  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
561  */
562
563
564 /*
565  * page->flags layout:
566  *
567  * There are three possibilities for how page->flags get
568  * laid out.  The first is for the normal case, without
569  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
570  * plenty of space for node and section.  The last is when
571  * we have run out of space and have to fall back to an
572  * alternate (slower) way of determining the node.
573  *
574  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
575  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
576  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
577  */
578 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
579 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
580 #else
581 #define SECTIONS_WIDTH          0
582 #endif
583
584 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
585
586 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
587 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
588 #else
589 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
590 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
591 #endif
592 #define NODES_WIDTH             0
593 #endif
594
595 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
596 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
597 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
598 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
599
600 /*
601  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
602  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
603  */
604 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
605 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
606 #endif
607
608 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
609 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
610 #endif
611
612 /*
613  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
614  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
615  * the compiler will optimise away reference to them.
616  */
617 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
618 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
619 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
620
621 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
622 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
623 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
624 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
625                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
626 #else
627 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
628 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
629                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
630 #endif
631
632 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
633
634 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
635 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
636 #endif
637
638 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
639 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
640 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
641 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
642
643 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
644 {
645         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
646 }
647
648 /*
649  * The identification function is only used by the buddy allocator for
650  * determining if two pages could be buddies. We are not really
651  * identifying a zone since we could be using a the section number
652  * id if we have not node id available in page flags.
653  * We guarantee only that it will return the same value for two
654  * combinable pages in a zone.
655  */
656 static inline int page_zone_id(struct page *page)
657 {
658         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
659 }
660
661 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
662 {
663 #ifdef CONFIG_NUMA
664         return zone->node;
665 #else
666         return 0;
667 #endif
668 }
669
670 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
671 extern int page_to_nid(struct page *page);
672 #else
673 static inline int page_to_nid(struct page *page)
674 {
675         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
676 }
677 #endif
678
679 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
680 {
681         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
682 }
683
684 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
685 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
686 {
687         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
688 }
689 #endif
690
691 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
692 {
693         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
694         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
695 }
696
697 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
698 {
699         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
700         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
701 }
702
703 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
704 {
705         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
706         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
707 }
708
709 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
710         unsigned long node, unsigned long pfn)
711 {
712         set_page_zone(page, zone);
713         set_page_node(page, node);
714         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
715 }
716
717 /*
718  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
719  */
720 #include <linux/vmstat.h>
721
722 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
723 {
724         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
725 }
726
727 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
728 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
729 #endif
730
731 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
732 #define page_address(page) ((page)->virtual)
733 #define set_page_address(page, address)                 \
734         do {                                            \
735                 (page)->virtual = (address);            \
736         } while(0)
737 #define page_address_init()  do { } while(0)
738 #endif
739
740 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
741 void *page_address(struct page *page);
742 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
743 void page_address_init(void);
744 #endif
745
746 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
747 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
748 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
749 #define page_address_init()  do { } while(0)
750 #endif
751
752 /*
753  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
754  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
755  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
756  *
757  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
758  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
759  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
760  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
761  *
762  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
763  *
764  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
765  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
766  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
767  */
768 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
769 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
770 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
771
772 extern struct address_space swapper_space;
773 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
774 {
775         struct address_space *mapping = page->mapping;
776
777         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
778         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
779                 mapping = &swapper_space;
780         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
781                 mapping = NULL;
782         return mapping;
783 }
784
785 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
786 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
787 {
788         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
789 }
790
791 static inline int PageAnon(struct page *page)
792 {
793         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
794 }
795
796 /*
797  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
798  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
799  */
800 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
801 {
802         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
803                 return page_private(page);
804         return page->index;
805 }
806
807 /*
808  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
809  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
810  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
811  */
812 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
813 {
814         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
815 }
816
817 static inline int page_mapcount(struct page *page)
818 {
819         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
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 #ifndef CONFIG_MMU
879 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
880                                              unsigned long addr,
881                                              unsigned long len,
882                                              unsigned long pgoff,
883                                              unsigned long flags);
884 #endif
885
886 extern int can_do_mlock(void);
887 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
888 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
889
890 /*
891  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
892  */
893 struct zap_details {
894         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
895         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
896         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
897         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
898         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
899         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
900 };
901
902 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
903                 pte_t pte);
904
905 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
906                 unsigned long size);
907 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
908                 unsigned long size, struct zap_details *);
909 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
910                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
911                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
912                 struct zap_details *);
913
914 /**
915  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
916  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
917  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
918  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
919  *             this handler is required to be able to handle
920  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
921  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
922  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
923  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
924  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
925  *
926  * (see walk_page_range for more details)
927  */
928 struct mm_walk {
929         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
930         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
931         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
932         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
933         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
934         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
935                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
936         struct mm_struct *mm;
937         void *private;
938 };
939
940 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
941                 struct mm_walk *walk);
942 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
943                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
944 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
945                         struct vm_area_struct *vma);
946 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
947                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
948 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
949         unsigned long *pfn);
950 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
951                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
952 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
953                         void *buf, int len, int write);
954
955 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
956                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
957 {
958         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
959 }
960
961 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
962 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
963 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
964 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
965
966 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
967 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
968
969 int invalidate_inode_page(struct page *page);
970
971 #ifdef CONFIG_MMU
972 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
973                         unsigned long address, unsigned int flags);
974 #else
975 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
976                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
977                         unsigned int flags)
978 {
979         /* should never happen if there's no MMU */
980         BUG();
981         return VM_FAULT_SIGBUS;
982 }
983 #endif
984
985 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
986 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
987 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
988                 void *buf, int len, int write);
989
990 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
991                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
992                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
993                      int *nonblocking);
994 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
995                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
996                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
997 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
998                         struct page **pages);
999 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1000
1001 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1002 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1003
1004 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1005 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1006 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1007                                 struct page *page);
1008 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1009 void account_page_writeback(struct page *page);
1010 int set_page_dirty(struct page *page);
1011 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1012 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1013
1014 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1015 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1016 {
1017         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1018 }
1019
1020 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1021                                              unsigned long addr)
1022 {
1023         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1024                 (vma->vm_start == addr) &&
1025                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1026 }
1027
1028 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1029 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1030 {
1031         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1032 }
1033
1034 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1035                                            unsigned long addr)
1036 {
1037         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1038                 (vma->vm_end == addr) &&
1039                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1040 }
1041
1042 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1043                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1044                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1045 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1046                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1047                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1048 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1049                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1050                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1051
1052 /*
1053  * doesn't attempt to fault and will return short.
1054  */
1055 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1056                           struct page **pages);
1057 /*
1058  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1059  */
1060 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1061 /*
1062  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
1063  * so must be incremented atomically.
1064  */
1065 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1066 {
1067         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
1068 }
1069
1070 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
1071
1072 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1073 {
1074         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1075 }
1076
1077 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1078 {
1079         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1080 }
1081
1082 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1083 {
1084         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1085 }
1086
1087 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1088 /*
1089  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
1090  * so can be incremented directly.
1091  */
1092 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1093 {
1094         mm->rss_stat.count[member] = value;
1095 }
1096
1097 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1098 {
1099         return mm->rss_stat.count[member];
1100 }
1101
1102 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1103 {
1104         mm->rss_stat.count[member] += value;
1105 }
1106
1107 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1108 {
1109         mm->rss_stat.count[member]++;
1110 }
1111
1112 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1113 {
1114         mm->rss_stat.count[member]--;
1115 }
1116
1117 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1118
1119 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1120 {
1121         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1122                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1123 }
1124
1125 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1126 {
1127         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1128 }
1129
1130 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1131 {
1132         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1133 }
1134
1135 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1136 {
1137         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1138
1139         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1140                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1141 }
1142
1143 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1144 {
1145         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1146                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1147 }
1148
1149 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1150                                          struct mm_struct *mm)
1151 {
1152         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1153
1154         if (*maxrss < hiwater_rss)
1155                 *maxrss = hiwater_rss;
1156 }
1157
1158 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1159 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1160 #else
1161 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1162 {
1163 }
1164 #endif
1165
1166 /*
1167  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
1168  *
1169  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
1170  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
1171  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
1172  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
1173  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
1174  *
1175  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
1176  * fulfil.
1177  *
1178  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
1179  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1180  */
1181 struct shrinker {
1182         int (*shrink)(struct shrinker *, int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1183         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1184
1185         /* These are for internal use */
1186         struct list_head list;
1187         long nr;        /* objs pending delete */
1188 };
1189 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1190 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1191 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1192
1193 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1194
1195 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1196                                spinlock_t **ptl);
1197 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1198                                     spinlock_t **ptl)
1199 {
1200         pte_t *ptep;
1201         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1202         return ptep;
1203 }
1204
1205 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1206 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1207                                                 unsigned long address)
1208 {
1209         return 0;
1210 }
1211 #else
1212 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1213 #endif
1214
1215 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1216 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1217                                                 unsigned long address)
1218 {
1219         return 0;
1220 }
1221 #else
1222 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1223 #endif
1224
1225 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1226                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1227 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1228
1229 /*
1230  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1231  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1232  */
1233 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1234 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1235 {
1236         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1237                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1238 }
1239
1240 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1241 {
1242         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1243                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1244 }
1245 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1246
1247 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1248 /*
1249  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1250  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1251  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1252  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1253  */
1254 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1255 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1256         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1257 } while (0)
1258 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1259 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1260 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1261 /*
1262  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1263  */
1264 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1265 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1266 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1267 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1268
1269 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1270 {
1271         pte_lock_init(page);
1272         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1273 }
1274
1275 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1276 {
1277         pte_lock_deinit(page);
1278         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1279 }
1280
1281 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1282 ({                                                      \
1283         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1284         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1285         *(ptlp) = __ptl;                                \
1286         spin_lock(__ptl);                               \
1287         __pte;                                          \
1288 })
1289
1290 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1291         spin_unlock(ptl);                               \
1292         pte_unmap(pte);                                 \
1293 } while (0)
1294
1295 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1296         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1297                                                         pmd, address))? \
1298          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1299
1300 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1301         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1302                                                         pmd, address))? \
1303                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1304
1305 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1306         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1307                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1308
1309 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1310 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1311                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1312 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1313 /*
1314  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1315  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1316  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1317  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1318  * free_area_init_node()
1319  *
1320  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1321  * physical memory with add_active_range() before calling
1322  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1323  * usage, an architecture is expected to do something like
1324  *
1325  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1326  *                                                       max_highmem_pfn};
1327  * for_each_valid_physical_page_range()
1328  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1329  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1330  *
1331  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1332  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1333  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1334  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1335  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1336  *
1337  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1338  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1339  */
1340 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1341 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1342                                         unsigned long end_pfn);
1343 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1344                                         unsigned long end_pfn);
1345 extern void remove_all_active_ranges(void);
1346 void sort_node_map(void);
1347 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1348                                                 unsigned long end_pfn);
1349 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1350                                                 unsigned long end_pfn);
1351 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1352                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1353 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1354 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1355                                                 unsigned long max_low_pfn);
1356 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1357                                    int nr_range, int nid);
1358 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1359                                         u64 goal, u64 limit);
1360 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1361 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1362 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1363 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1364
1365 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1366     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1367 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1368 {
1369         return 0;
1370 }
1371 #else
1372 /* please see mm/page_alloc.c */
1373 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1374 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1375 /* there is a per-arch backend function. */
1376 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1377 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1378 #endif
1379
1380 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1381 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1382                                 unsigned long, enum memmap_context);
1383 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1384 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1385 extern void mem_init(void);
1386 extern void __init mmap_init(void);
1387 extern void show_mem(unsigned int flags);
1388 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1389 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1390 extern int after_bootmem;
1391
1392 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1393
1394 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1395
1396 /* nommu.c */
1397 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1398 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1399
1400 /* prio_tree.c */
1401 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1402 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1403 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1404 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1405         struct prio_tree_iter *iter);
1406
1407 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1408         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1409                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1410
1411 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1412                                         struct list_head *list)
1413 {
1414         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1415         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1416 }
1417
1418 /* mmap.c */
1419 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1420 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1421         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1422 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1423         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1424         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1425         struct mempolicy *);
1426 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1427 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1428         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1429 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1430 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1431         struct rb_node **, struct rb_node *);
1432 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1433 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1434         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1435 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1436
1437 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1438 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1439
1440 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1441 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1442 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1443 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1444 #else
1445 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1446 {}
1447
1448 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1449 {}
1450 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1451
1452 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1453 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1454                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1455                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1456
1457 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1458
1459 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1460         unsigned long len, unsigned long prot,
1461         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1462 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1463         unsigned long len, unsigned long flags,
1464         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1465
1466 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1467         unsigned long len, unsigned long prot,
1468         unsigned long flag, unsigned long offset)
1469 {
1470         unsigned long ret = -EINVAL;
1471         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1472                 goto out;
1473         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1474                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1475 out:
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1480
1481 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1482
1483 /* filemap.c */
1484 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1485 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1486 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1487                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1488
1489 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1490 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1491
1492 /* mm/page-writeback.c */
1493 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1494 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1495
1496 /* readahead.c */
1497 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1498 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1499
1500 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1501                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1502
1503 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1504                                struct file_ra_state *ra,
1505                                struct file *filp,
1506                                pgoff_t offset,
1507                                unsigned long size);
1508
1509 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1510                                 struct file_ra_state *ra,
1511                                 struct file *filp,
1512                                 struct page *pg,
1513                                 pgoff_t offset,
1514                                 unsigned long size);
1515
1516 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1517 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1518                         struct address_space *mapping,
1519                         struct file *filp);
1520
1521 /* Do stack extension */
1522 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1523 #if VM_GROWSUP
1524 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1525 #else
1526   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1527 #endif
1528 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1529                                   unsigned long address);
1530
1531 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1532 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1533 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1534                                              struct vm_area_struct **pprev);
1535
1536 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1537    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1538 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1539 {
1540         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1541
1542         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1543                 vma = NULL;
1544         return vma;
1545 }
1546
1547 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1548 {
1549         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1550 }
1551
1552 #ifdef CONFIG_MMU
1553 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1554 #else
1555 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1556 {
1557         return __pgprot(0);
1558 }
1559 #endif
1560
1561 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1562 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1563                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1564 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1565 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1566                         unsigned long pfn);
1567 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1568                         unsigned long pfn);
1569
1570 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1571                         unsigned int foll_flags);
1572 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1573 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1574 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1575 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1576 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1577 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1578                                  * and return without waiting upon it */
1579 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1580 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1581 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1582
1583 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1584                         void *data);
1585 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1586                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1587
1588 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1589 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1590 #else
1591 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1592                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1593 {
1594 }
1595 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1596
1597 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1598 extern int debug_pagealloc_enabled;
1599
1600 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1601
1602 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1603 {
1604         debug_pagealloc_enabled = 1;
1605 }
1606 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1607 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1608 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1609 #else
1610 static inline void
1611 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1612 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1613 {
1614 }
1615 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1616 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1617 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1618 #endif
1619
1620 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1621 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1622 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1623 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1624 #else
1625 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1626 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1627 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1628
1629 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1630                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1631 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1632                         unsigned long lru_pages);
1633
1634 #ifndef CONFIG_MMU
1635 #define randomize_va_space 0
1636 #else
1637 extern int randomize_va_space;
1638 #endif
1639
1640 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1641 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1642
1643 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1644                                    unsigned long pnum_begin,
1645                                    unsigned long pnum_end,
1646                                    unsigned long map_count,
1647                                    int nodeid);
1648
1649 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1650 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1651 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1652 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1653 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1654 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1655 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1656 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1657 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1658                                                 unsigned long pages, int node);
1659 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1660 void vmemmap_populate_print_last(void);
1661
1662
1663 enum mf_flags {
1664         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1665 };
1666 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1667 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1668 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1669 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1670 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1671 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1672 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1673 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1674
1675 extern void dump_page(struct page *page);
1676
1677 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1678 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1679                             unsigned long addr,
1680                             unsigned int pages_per_huge_page);
1681 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1682                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1683                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1684 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1685
1686 #endif /* __KERNEL__ */
1687 #endif /* _LINUX_MM_H */