[PATCH] own header file for struct page
[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 #include <linux/debug_locks.h>
18 #include <linux/backing-dev.h>
19 #include <linux/mm_types.h>
20
21 struct mempolicy;
22 struct anon_vma;
23
24 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
25 extern unsigned long max_mapnr;
26 #endif
27
28 extern unsigned long num_physpages;
29 extern void * high_memory;
30 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
31 extern int page_cluster;
32
33 #ifdef CONFIG_SYSCTL
34 extern int sysctl_legacy_va_layout;
35 #else
36 #define sysctl_legacy_va_layout 0
37 #endif
38
39 #include <asm/page.h>
40 #include <asm/pgtable.h>
41 #include <asm/processor.h>
42
43 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
44
45 /*
46  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
47  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
48  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
49  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
50  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
51  * mmap() functions).
52  */
53
54 /*
55  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
56  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
57  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
58  * library, the executable area etc).
59  */
60 struct vm_area_struct {
61         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
62         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
63         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
64                                            within vm_mm. */
65
66         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
67         struct vm_area_struct *vm_next;
68
69         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
70         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
71
72         struct rb_node vm_rb;
73
74         /*
75          * For areas with an address space and backing store,
76          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
77          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
78          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
79          */
80         union {
81                 struct {
82                         struct list_head list;
83                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
84                         struct vm_area_struct *head;
85                 } vm_set;
86
87                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
88         } shared;
89
90         /*
91          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
92          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
93          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
94          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
95          */
96         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
97         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
98
99         /* Function pointers to deal with this struct. */
100         struct vm_operations_struct * vm_ops;
101
102         /* Information about our backing store: */
103         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
104                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
105         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
106         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
107         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
108
109 #ifndef CONFIG_MMU
110         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
111 #endif
112 #ifdef CONFIG_NUMA
113         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
114 #endif
115 };
116
117 /*
118  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
119  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
120  * system, and mm's subscribe to these individually
121  */
122 struct vm_list_struct {
123         struct vm_list_struct   *next;
124         struct vm_area_struct   *vma;
125 };
126
127 #ifndef CONFIG_MMU
128 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
129 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
130
131 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
132 #endif
133
134 /*
135  * vm_flags..
136  */
137 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
138 #define VM_WRITE        0x00000002
139 #define VM_EXEC         0x00000004
140 #define VM_SHARED       0x00000008
141
142 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
143 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
144 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
145 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
146 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
147
148 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
149 #define VM_GROWSUP      0x00000200
150 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
151 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
152
153 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
154 #define VM_LOCKED       0x00002000
155 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
156
157                                         /* Used by sys_madvise() */
158 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
159 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
160
161 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
162 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
163 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
164 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
165 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
166 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
167 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
168 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
169
170 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
171 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
172 #endif
173
174 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
175 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
176 #else
177 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
178 #endif
179
180 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
181 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
182 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
183 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
184 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
185
186 /*
187  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
188  * low four bits) to a page protection mask..
189  */
190 extern pgprot_t protection_map[16];
191
192
193 /*
194  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
195  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
196  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
197  */
198 struct vm_operations_struct {
199         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
200         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
201         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
202         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
203
204         /* notification that a previously read-only page is about to become
205          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
206         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct page *page);
207 #ifdef CONFIG_NUMA
208         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
209         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
210                                         unsigned long addr);
211         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
212                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
213 #endif
214 };
215
216 struct mmu_gather;
217 struct inode;
218
219 #define page_private(page)              ((page)->private)
220 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
221
222 /*
223  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
224  * files which need it (119 of them)
225  */
226 #include <linux/page-flags.h>
227
228 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
229 #define VM_BUG_ON(cond) BUG_ON(cond)
230 #else
231 #define VM_BUG_ON(condition) do { } while(0)
232 #endif
233
234 /*
235  * Methods to modify the page usage count.
236  *
237  * What counts for a page usage:
238  * - cache mapping   (page->mapping)
239  * - private data    (page->private)
240  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
241  *   is counted separately
242  *
243  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
244  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
245  */
246
247 /*
248  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
249  */
250 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
251 {
252         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
253         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
254 }
255
256 /*
257  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
258  * that is the case.
259  */
260 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
261 {
262         VM_BUG_ON(PageCompound(page));
263         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
264 }
265
266 static inline int page_count(struct page *page)
267 {
268         if (unlikely(PageCompound(page)))
269                 page = (struct page *)page_private(page);
270         return atomic_read(&page->_count);
271 }
272
273 static inline void get_page(struct page *page)
274 {
275         if (unlikely(PageCompound(page)))
276                 page = (struct page *)page_private(page);
277         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
278         atomic_inc(&page->_count);
279 }
280
281 /*
282  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
283  * the first time (boot or memory hotplug)
284  */
285 static inline void init_page_count(struct page *page)
286 {
287         atomic_set(&page->_count, 1);
288 }
289
290 void put_page(struct page *page);
291 void put_pages_list(struct list_head *pages);
292
293 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
294
295 /*
296  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
297  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
298  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
299  * only one copy in memory, at most, normally.
300  *
301  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
302  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
303  *   freelist management in the buddy allocator.
304  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
305  *
306  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
307  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
308  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
309  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
310  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
311  *
312  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
313  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
314  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
315  * and page->virtual store page management information, but all other fields
316  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
317  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
318  * subsequently been given references to it.
319  *
320  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
321  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
322  * The following discussion applies only to them.
323  *
324  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
325  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
326  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
327  * into the filesystem to release these pages.
328  *
329  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
330  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
331  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
332  *
333  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
334  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
335  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
336  *
337  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
338  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
339  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
340  *
341  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
342  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
343  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
344  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
345  *
346  * All pagecache pages may be subject to I/O:
347  * - inode pages may need to be read from disk,
348  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
349  *   to be written back to the inode on disk,
350  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
351  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
352  *   back into memory.
353  */
354
355 /*
356  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
357  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
358  */
359
360
361 /*
362  * page->flags layout:
363  *
364  * There are three possibilities for how page->flags get
365  * laid out.  The first is for the normal case, without
366  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
367  * plenty of space for node and section.  The last is when
368  * we have run out of space and have to fall back to an
369  * alternate (slower) way of determining the node.
370  *
371  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
372  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
373  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
374  */
375 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
376 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
377 #else
378 #define SECTIONS_WIDTH          0
379 #endif
380
381 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
382
383 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
384 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
385 #else
386 #define NODES_WIDTH             0
387 #endif
388
389 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
390 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
391 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
392 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
393
394 /*
395  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
396  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
397  */
398 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
399
400 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
401 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
402 #endif
403
404 /*
405  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
406  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
407  * the compiler will optimise away reference to them.
408  */
409 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
410 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
411 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
412
413 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
414 #if FLAGS_HAS_NODE
415 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
416 #else
417 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
418 #endif
419 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
420
421 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
422 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
423 #endif
424
425 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
426 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
427 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
428 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
429
430 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
431 {
432         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
433 }
434
435 struct zone;
436 extern struct zone *zone_table[];
437
438 static inline int page_zone_id(struct page *page)
439 {
440         return (page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) & ZONETABLE_MASK;
441 }
442 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
443 {
444         return zone_table[page_zone_id(page)];
445 }
446
447 static inline unsigned long zone_to_nid(struct zone *zone)
448 {
449         return zone->zone_pgdat->node_id;
450 }
451
452 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
453 {
454         if (FLAGS_HAS_NODE)
455                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
456         else
457                 return zone_to_nid(page_zone(page));
458 }
459 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
460 {
461         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
462 }
463
464 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
465 {
466         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
467         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
468 }
469
470 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
471 {
472         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
473         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
474 }
475 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
476 {
477         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
478         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
479 }
480
481 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
482         unsigned long node, unsigned long pfn)
483 {
484         set_page_zone(page, zone);
485         set_page_node(page, node);
486         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
487 }
488
489 /*
490  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
491  */
492 #include <linux/vmstat.h>
493
494 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
495 {
496         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
497 }
498
499 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
500 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
501 #endif
502
503 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
504 #define page_address(page) ((page)->virtual)
505 #define set_page_address(page, address)                 \
506         do {                                            \
507                 (page)->virtual = (address);            \
508         } while(0)
509 #define page_address_init()  do { } while(0)
510 #endif
511
512 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
513 void *page_address(struct page *page);
514 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
515 void page_address_init(void);
516 #endif
517
518 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
519 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
520 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
521 #define page_address_init()  do { } while(0)
522 #endif
523
524 /*
525  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
526  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
527  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
528  *
529  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
530  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
531  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
532  */
533 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
534
535 extern struct address_space swapper_space;
536 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
537 {
538         struct address_space *mapping = page->mapping;
539
540         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
541                 mapping = &swapper_space;
542         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
543                 mapping = NULL;
544         return mapping;
545 }
546
547 static inline int PageAnon(struct page *page)
548 {
549         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
550 }
551
552 /*
553  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
554  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
555  */
556 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
557 {
558         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
559                 return page_private(page);
560         return page->index;
561 }
562
563 /*
564  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
565  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
566  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
567  */
568 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
569 {
570         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
571 }
572
573 static inline int page_mapcount(struct page *page)
574 {
575         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
576 }
577
578 /*
579  * Return true if this page is mapped into pagetables.
580  */
581 static inline int page_mapped(struct page *page)
582 {
583         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
584 }
585
586 /*
587  * Error return values for the *_nopage functions
588  */
589 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
590 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
591
592 /*
593  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
594  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
595  * just gets major/minor fault counters bumped up.
596  */
597 #define VM_FAULT_OOM    0x00
598 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
599 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
600 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
601
602 /* 
603  * Special case for get_user_pages.
604  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
605  */
606 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
607
608 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
609
610 extern void show_free_areas(void);
611
612 #ifdef CONFIG_SHMEM
613 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
614                         unsigned long address, int *type);
615 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
616 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
617                                         unsigned long addr);
618 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
619 #else
620 #define shmem_nopage filemap_nopage
621
622 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
623                              struct user_struct *user)
624 {
625         return 0;
626 }
627
628 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
629                                    struct mempolicy *new)
630 {
631         return 0;
632 }
633
634 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
635                                                  unsigned long addr)
636 {
637         return NULL;
638 }
639 #endif
640 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
641 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
642
643 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
644
645 #ifndef CONFIG_MMU
646 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
647                                              unsigned long addr,
648                                              unsigned long len,
649                                              unsigned long pgoff,
650                                              unsigned long flags);
651 #endif
652
653 static inline int can_do_mlock(void)
654 {
655         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
656                 return 1;
657         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
658                 return 1;
659         return 0;
660 }
661 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
662 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
663
664 /*
665  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
666  */
667 struct zap_details {
668         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
669         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
670         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
671         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
672         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
673         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
674 };
675
676 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
677 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
678                 unsigned long size, struct zap_details *);
679 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
680                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
681                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
682                 struct zap_details *);
683 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
684                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
685 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
686                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
687 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
688                         struct vm_area_struct *vma);
689 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
690                         unsigned long size, pgprot_t prot);
691 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
692                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
693
694 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
695                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
696 {
697         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
698 }
699
700 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
701 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
702 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
703 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
704
705 #ifdef CONFIG_MMU
706 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
707                         unsigned long address, int write_access);
708
709 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
710                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
711                         int write_access)
712 {
713         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
714                                 (~VM_FAULT_WRITE);
715 }
716 #else
717 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
718                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
719                         int write_access)
720 {
721         /* should never happen if there's no MMU */
722         BUG();
723         return VM_FAULT_SIGBUS;
724 }
725 #endif
726
727 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
728 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
729 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
730
731 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
732                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
733 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
734
735 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
736 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
737 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
738                                 struct page *page);
739 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
740 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
741 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
742
743 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
744                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
745                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
746
747 /*
748  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
749  * 
750  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
751  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
752  *
753  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
754  *
755  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
756  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
757  */
758 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
759
760 /*
761  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
762  * to recreate one of the objects that these functions age.
763  */
764
765 #define DEFAULT_SEEKS 2
766 struct shrinker;
767 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
768 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
769
770 /*
771  * Some shared mappigns will want the pages marked read-only
772  * to track write events. If so, we'll downgrade vm_page_prot
773  * to the private version (using protection_map[] without the
774  * VM_SHARED bit).
775  */
776 static inline int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma)
777 {
778         unsigned int vm_flags = vma->vm_flags;
779
780         /* If it was private or non-writable, the write bit is already clear */
781         if ((vm_flags & (VM_WRITE|VM_SHARED)) != ((VM_WRITE|VM_SHARED)))
782                 return 0;
783
784         /* The backer wishes to know when pages are first written to? */
785         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->page_mkwrite)
786                 return 1;
787
788         /* The open routine did something to the protections already? */
789         if (pgprot_val(vma->vm_page_prot) !=
790             pgprot_val(protection_map[vm_flags &
791                     (VM_READ|VM_WRITE|VM_EXEC|VM_SHARED)]))
792                 return 0;
793
794         /* Specialty mapping? */
795         if (vm_flags & (VM_PFNMAP|VM_INSERTPAGE))
796                 return 0;
797
798         /* Can the mapping track the dirty pages? */
799         return vma->vm_file && vma->vm_file->f_mapping &&
800                 mapping_cap_account_dirty(vma->vm_file->f_mapping);
801 }
802
803 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
804
805 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
806 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
807 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
808 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
809
810 /*
811  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
812  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
813  */
814 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
815 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
816 {
817         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
818                 NULL: pud_offset(pgd, address);
819 }
820
821 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
822 {
823         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
824                 NULL: pmd_offset(pud, address);
825 }
826 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
827
828 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
829 /*
830  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
831  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
832  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
833  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
834  */
835 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
836 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
837         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
838 } while (0)
839 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
840 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
841 #else
842 /*
843  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
844  */
845 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
846 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
847 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
848 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
849
850 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
851 ({                                                      \
852         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
853         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
854         *(ptlp) = __ptl;                                \
855         spin_lock(__ptl);                               \
856         __pte;                                          \
857 })
858
859 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
860         spin_unlock(ptl);                               \
861         pte_unmap(pte);                                 \
862 } while (0)
863
864 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
865         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
866                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
867
868 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
869         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
870                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
871
872 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
873         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
874                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
875
876 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
877 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
878         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
879         unsigned long *zholes_size);
880 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
881 /*
882  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
883  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
884  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
885  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
886  * free_area_init_node()
887  *
888  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
889  * physical memory with add_active_range() before calling
890  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
891  * usage, an architecture is expected to do something like
892  *
893  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
894  *                                                       max_highmem_pfn};
895  * for_each_valid_physical_page_range()
896  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
897  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
898  *
899  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
900  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
901  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
902  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
903  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
904  *
905  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
906  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
907  */
908 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
909 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
910                                         unsigned long end_pfn);
911 extern void shrink_active_range(unsigned int nid, unsigned long old_end_pfn,
912                                                 unsigned long new_end_pfn);
913 extern void push_node_boundaries(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
914                                         unsigned long end_pfn);
915 extern void remove_all_active_ranges(void);
916 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
917                                                 unsigned long end_pfn);
918 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
919                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
920 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
921 extern unsigned long find_max_pfn_with_active_regions(void);
922 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
923                                                 unsigned long max_low_pfn);
924 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
925 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
926 extern int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
927 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
928 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
929 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
930 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
931 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
932 extern void mem_init(void);
933 extern void show_mem(void);
934 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
935 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
936
937 #ifdef CONFIG_NUMA
938 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
939 #else
940 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
941 #endif
942
943 /* prio_tree.c */
944 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
945 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
946 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
947 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
948         struct prio_tree_iter *iter);
949
950 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
951         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
952                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
953
954 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
955                                         struct list_head *list)
956 {
957         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
958         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
959 }
960
961 /* mmap.c */
962 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
963 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
964         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
965 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
966         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
967         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
968         struct mempolicy *);
969 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
970 extern int split_vma(struct mm_struct *,
971         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
972 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
973 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
974         struct rb_node **, struct rb_node *);
975 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
976 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
977         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
978 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
979 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
980
981 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
982
983 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
984         unsigned long len, unsigned long prot,
985         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
986
987 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
988         unsigned long len, unsigned long prot,
989         unsigned long flag, unsigned long offset)
990 {
991         unsigned long ret = -EINVAL;
992         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
993                 goto out;
994         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
995                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
996 out:
997         return ret;
998 }
999
1000 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1001
1002 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1003
1004 /* filemap.c */
1005 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1006 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1007 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1008                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1009
1010 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1011 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
1012 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
1013                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
1014
1015 /* mm/page-writeback.c */
1016 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1017
1018 /* readahead.c */
1019 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1020 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1021 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
1022                                          * turning readahead off */
1023
1024 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1025                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1026 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1027                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1028 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
1029                           struct file_ra_state *ra,
1030                           struct file *filp,
1031                           pgoff_t offset,
1032                           unsigned long size);
1033 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
1034                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
1035 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1036
1037 /* Do stack extension */
1038 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1039 #ifdef CONFIG_IA64
1040 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1041 #endif
1042
1043 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1044 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1045 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1046                                              struct vm_area_struct **pprev);
1047
1048 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1049    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1050 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1051 {
1052         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1053
1054         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1055                 vma = NULL;
1056         return vma;
1057 }
1058
1059 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1060 {
1061         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1062 }
1063
1064 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1065 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1066 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1067 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1068 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1069                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1070 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1071
1072 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1073                         unsigned int foll_flags);
1074 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1075 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1076 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1077 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1078
1079 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1080 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1081 #else
1082 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1083                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1084 {
1085 }
1086 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1087
1088 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1089 static inline void
1090 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1091 {
1092         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1093                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1094                                            numpages * PAGE_SIZE);
1095 }
1096 #endif
1097
1098 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1099 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1100 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1101 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1102 #else
1103 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1104 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1105 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1106
1107 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1108 #define OOM_DISABLE -17
1109
1110 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1111                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1112 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1113                         unsigned long lru_pages);
1114 void drop_pagecache(void);
1115 void drop_slab(void);
1116
1117 #ifndef CONFIG_MMU
1118 #define randomize_va_space 0
1119 #else
1120 extern int randomize_va_space;
1121 #endif
1122
1123 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1124
1125 #endif /* __KERNEL__ */
1126 #endif /* _LINUX_MM_H */