[PATCH] mm: nommu use compound pages
[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/config.h>
11 #include <linux/gfp.h>
12 #include <linux/list.h>
13 #include <linux/mmzone.h>
14 #include <linux/rbtree.h>
15 #include <linux/prio_tree.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/mutex.h>
18
19 struct mempolicy;
20 struct anon_vma;
21
22 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
23 extern unsigned long max_mapnr;
24 #endif
25
26 extern unsigned long num_physpages;
27 extern void * high_memory;
28 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
29 extern int page_cluster;
30
31 #ifdef CONFIG_SYSCTL
32 extern int sysctl_legacy_va_layout;
33 #else
34 #define sysctl_legacy_va_layout 0
35 #endif
36
37 #include <asm/page.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/atomic.h>
41
42 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
43
44 /*
45  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
46  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
47  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
48  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
49  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
50  * mmap() functions).
51  */
52
53 /*
54  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
55  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
56  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
57  * library, the executable area etc).
58  */
59 struct vm_area_struct {
60         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
61         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
62         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
63                                            within vm_mm. */
64
65         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
66         struct vm_area_struct *vm_next;
67
68         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
69         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
70
71         struct rb_node vm_rb;
72
73         /*
74          * For areas with an address space and backing store,
75          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
76          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
77          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
78          */
79         union {
80                 struct {
81                         struct list_head list;
82                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
83                         struct vm_area_struct *head;
84                 } vm_set;
85
86                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
87         } shared;
88
89         /*
90          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
91          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
92          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
93          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
94          */
95         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
96         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
97
98         /* Function pointers to deal with this struct. */
99         struct vm_operations_struct * vm_ops;
100
101         /* Information about our backing store: */
102         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
103                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
104         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
105         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
106         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
107
108 #ifndef CONFIG_MMU
109         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
110 #endif
111 #ifdef CONFIG_NUMA
112         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
113 #endif
114 };
115
116 /*
117  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
118  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
119  * system, and mm's subscribe to these individually
120  */
121 struct vm_list_struct {
122         struct vm_list_struct   *next;
123         struct vm_area_struct   *vma;
124 };
125
126 #ifndef CONFIG_MMU
127 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
128 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
129
130 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
131 #endif
132
133 /*
134  * vm_flags..
135  */
136 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
137 #define VM_WRITE        0x00000002
138 #define VM_EXEC         0x00000004
139 #define VM_SHARED       0x00000008
140
141 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
142 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
143 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
144 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
145 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
146
147 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
148 #define VM_GROWSUP      0x00000200
149 #define VM_SHM          0x00000000      /* Means nothing: delete it later */
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 #ifdef CONFIG_NUMA
204         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
205         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
206                                         unsigned long addr);
207 #endif
208 };
209
210 struct mmu_gather;
211 struct inode;
212
213 /*
214  * Each physical page in the system has a struct page associated with
215  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
216  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
217  * a page.
218  */
219 struct page {
220         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
221                                          * updated asynchronously */
222         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
223         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
224                                          * to show when page is mapped
225                                          * & limit reverse map searches.
226                                          */
227         union {
228             struct {
229                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
230                                                  * usually used for buffer_heads
231                                                  * if PagePrivate set; used for
232                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache.
233                                                  * When page is free, this
234                                                  * indicates order in the buddy
235                                                  * system.
236                                                  */
237                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
238                                                  * inode address_space, or NULL.
239                                                  * If page mapped as anonymous
240                                                  * memory, low bit is set, and
241                                                  * it points to anon_vma object:
242                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
243                                                  */
244             };
245 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
246             spinlock_t ptl;
247 #endif
248         };
249         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
250         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
251                                          * protected by zone->lru_lock !
252                                          */
253         /*
254          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
255          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
256          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
257          * dynamically, so we need a place to store that address.
258          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
259          *
260          * Architectures with slow multiplication can define
261          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
262          */
263 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
264         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
265                                            not kmapped, ie. highmem) */
266 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
267 };
268
269 #define page_private(page)              ((page)->private)
270 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
271
272 /*
273  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
274  * files which need it (119 of them)
275  */
276 #include <linux/page-flags.h>
277
278 /*
279  * Methods to modify the page usage count.
280  *
281  * What counts for a page usage:
282  * - cache mapping   (page->mapping)
283  * - private data    (page->private)
284  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
285  *   is counted separately
286  *
287  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
288  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
289  */
290
291 /*
292  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
293  * no users)
294  */
295 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
296 {
297         BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
298         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
299 }
300
301 /*
302  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
303  * that is the case.
304  */
305 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
306 {
307         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
308 }
309
310 #define set_page_count(p,v)     atomic_set(&(p)->_count, (v))
311
312 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
313
314 static inline int page_count(struct page *page)
315 {
316         if (PageCompound(page))
317                 page = (struct page *)page_private(page);
318         return atomic_read(&page->_count);
319 }
320
321 static inline void get_page(struct page *page)
322 {
323         if (unlikely(PageCompound(page)))
324                 page = (struct page *)page_private(page);
325         atomic_inc(&page->_count);
326 }
327
328 void put_page(struct page *page);
329
330 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
331
332 /*
333  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
334  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
335  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
336  * only one copy in memory, at most, normally.
337  *
338  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
339  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
340  *   freelist management in the buddy allocator.
341  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
342  *   (e.g. a private data page of one process).
343  *
344  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
345  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
346  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
347  * management of this page is the responsibility of the one who uses
348  * it.
349  *
350  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
351  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
352  * The following discussion applies only to them.
353  *
354  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
355  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
356  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
357  *
358  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
359  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
360  * list of the page's disk buffers.
361  *
362  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
363  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
364  * the page cache itself.
365  *
366  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
367  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
368  *
369  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
370  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
371  *
372  * All process pages can do I/O:
373  * - inode pages may need to be read from disk,
374  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
375  *   to be written to disk,
376  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
377  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
378  */
379
380 /*
381  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
382  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
383  */
384
385
386 /*
387  * page->flags layout:
388  *
389  * There are three possibilities for how page->flags get
390  * laid out.  The first is for the normal case, without
391  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
392  * plenty of space for node and section.  The last is when
393  * we have run out of space and have to fall back to an
394  * alternate (slower) way of determining the node.
395  *
396  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
397  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
398  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
399  */
400 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
401 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
402 #else
403 #define SECTIONS_WIDTH          0
404 #endif
405
406 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
407
408 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
409 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
410 #else
411 #define NODES_WIDTH             0
412 #endif
413
414 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
415 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
416 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
417 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
418
419 /*
420  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
421  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
422  */
423 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
424
425 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
426 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
427 #endif
428
429 /*
430  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
431  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
432  * the compiler will optimise away reference to them.
433  */
434 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
435 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
436 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
437
438 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
439 #if FLAGS_HAS_NODE
440 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
441 #else
442 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
443 #endif
444 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
445
446 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
447 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
448 #endif
449
450 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
451 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
452 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
453 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
454
455 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
456 {
457         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
458 }
459
460 struct zone;
461 extern struct zone *zone_table[];
462
463 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
464 {
465         return zone_table[(page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) &
466                         ZONETABLE_MASK];
467 }
468
469 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
470 {
471         if (FLAGS_HAS_NODE)
472                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
473         else
474                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
475 }
476 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
477 {
478         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
479 }
480
481 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
482 {
483         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
484         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
485 }
486 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
487 {
488         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
489         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
490 }
491 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
492 {
493         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
494         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
495 }
496
497 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
498         unsigned long node, unsigned long pfn)
499 {
500         set_page_zone(page, zone);
501         set_page_node(page, node);
502         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
503 }
504
505 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
506 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
507 extern struct page *mem_map;
508 #endif
509
510 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
511 {
512         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
513 }
514
515 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
516 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
517 #endif
518
519 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
520 #define page_address(page) ((page)->virtual)
521 #define set_page_address(page, address)                 \
522         do {                                            \
523                 (page)->virtual = (address);            \
524         } while(0)
525 #define page_address_init()  do { } while(0)
526 #endif
527
528 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
529 void *page_address(struct page *page);
530 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
531 void page_address_init(void);
532 #endif
533
534 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
535 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
536 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
537 #define page_address_init()  do { } while(0)
538 #endif
539
540 /*
541  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
542  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
543  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
544  *
545  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
546  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
547  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
548  */
549 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
550
551 extern struct address_space swapper_space;
552 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
553 {
554         struct address_space *mapping = page->mapping;
555
556         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
557                 mapping = &swapper_space;
558         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
559                 mapping = NULL;
560         return mapping;
561 }
562
563 static inline int PageAnon(struct page *page)
564 {
565         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
566 }
567
568 /*
569  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
570  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
571  */
572 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
573 {
574         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
575                 return page_private(page);
576         return page->index;
577 }
578
579 /*
580  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
581  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
582  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
583  */
584 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
585 {
586         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
587 }
588
589 static inline int page_mapcount(struct page *page)
590 {
591         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
592 }
593
594 /*
595  * Return true if this page is mapped into pagetables.
596  */
597 static inline int page_mapped(struct page *page)
598 {
599         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
600 }
601
602 /*
603  * Error return values for the *_nopage functions
604  */
605 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
606 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
607
608 /*
609  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
610  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
611  * just gets major/minor fault counters bumped up.
612  */
613 #define VM_FAULT_OOM    0x00
614 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
615 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
616 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
617
618 /* 
619  * Special case for get_user_pages.
620  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
621  */
622 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
623
624 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
625
626 extern void show_free_areas(void);
627
628 #ifdef CONFIG_SHMEM
629 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
630                         unsigned long address, int *type);
631 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
632 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
633                                         unsigned long addr);
634 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
635 #else
636 #define shmem_nopage filemap_nopage
637
638 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
639                              struct user_struct *user)
640 {
641         return 0;
642 }
643
644 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
645                                    struct mempolicy *new)
646 {
647         return 0;
648 }
649
650 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
651                                                  unsigned long addr)
652 {
653         return NULL;
654 }
655 #endif
656 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
657 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
658
659 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
660
661 #ifndef CONFIG_MMU
662 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
663                                              unsigned long addr,
664                                              unsigned long len,
665                                              unsigned long pgoff,
666                                              unsigned long flags);
667 #endif
668
669 static inline int can_do_mlock(void)
670 {
671         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
672                 return 1;
673         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
674                 return 1;
675         return 0;
676 }
677 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
678 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
679
680 /*
681  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
682  */
683 struct zap_details {
684         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
685         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
686         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
687         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
688         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
689         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
690 };
691
692 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
693 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
694                 unsigned long size, struct zap_details *);
695 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
696                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
697                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
698                 struct zap_details *);
699 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
700                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
701 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
702                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
703 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
704                         struct vm_area_struct *vma);
705 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
706                         unsigned long size, pgprot_t prot);
707 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
708                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
709
710 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
711                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
712 {
713         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
714 }
715
716 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
717 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
718 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
719 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
720
721 #ifdef CONFIG_MMU
722 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
723                         unsigned long address, int write_access);
724
725 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
726                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
727                         int write_access)
728 {
729         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
730                                 (~VM_FAULT_WRITE);
731 }
732 #else
733 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
734                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
735                         int write_access)
736 {
737         /* should never happen if there's no MMU */
738         BUG();
739         return VM_FAULT_SIGBUS;
740 }
741 #endif
742
743 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
744 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
745 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
746
747 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
748                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
749 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
750
751 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
752 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
753 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
754                                 struct page *page);
755 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
756 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
757 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
758
759 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
760                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
761                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
762
763 /*
764  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
765  * 
766  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
767  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
768  *
769  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
770  *
771  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
772  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
773  */
774 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
775
776 /*
777  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
778  * to recreate one of the objects that these functions age.
779  */
780
781 #define DEFAULT_SEEKS 2
782 struct shrinker;
783 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
784 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
785
786 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
787
788 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
789 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
790 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
791 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
792
793 /*
794  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
795  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
796  */
797 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
798 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
799 {
800         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
801                 NULL: pud_offset(pgd, address);
802 }
803
804 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
805 {
806         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
807                 NULL: pmd_offset(pud, address);
808 }
809 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
810
811 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
812 /*
813  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
814  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
815  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
816  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
817  */
818 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
819 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
820         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
821 } while (0)
822 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
823 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
824 #else
825 /*
826  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
827  */
828 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
829 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
830 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
831 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
832
833 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
834 ({                                                      \
835         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
836         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
837         *(ptlp) = __ptl;                                \
838         spin_lock(__ptl);                               \
839         __pte;                                          \
840 })
841
842 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
843         spin_unlock(ptl);                               \
844         pte_unmap(pte);                                 \
845 } while (0)
846
847 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
848         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
849                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
850
851 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
852         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
853                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
854
855 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
856         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
857                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
858
859 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
860 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
861         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
862         unsigned long *zholes_size);
863 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
864 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
865 extern void mem_init(void);
866 extern void show_mem(void);
867 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
868 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
869
870 #ifdef CONFIG_NUMA
871 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
872 #else
873 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
874 #endif
875
876 /* prio_tree.c */
877 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
878 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
879 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
880 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
881         struct prio_tree_iter *iter);
882
883 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
884         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
885                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
886
887 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
888                                         struct list_head *list)
889 {
890         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
891         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
892 }
893
894 /* mmap.c */
895 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
896 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
897         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
898 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
899         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
900         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
901         struct mempolicy *);
902 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
903 extern int split_vma(struct mm_struct *,
904         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
905 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
906 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
907         struct rb_node **, struct rb_node *);
908 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
909 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
910         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
911 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
912 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
913
914 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
915
916 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
917         unsigned long len, unsigned long prot,
918         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
919
920 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
921         unsigned long len, unsigned long prot,
922         unsigned long flag, unsigned long offset)
923 {
924         unsigned long ret = -EINVAL;
925         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
926                 goto out;
927         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
928                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
929 out:
930         return ret;
931 }
932
933 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
934
935 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
936
937 /* filemap.c */
938 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
939 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
940 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
941                                        loff_t lstart, loff_t lend);
942
943 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
944 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
945 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
946                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
947
948 /* mm/page-writeback.c */
949 int write_one_page(struct page *page, int wait);
950
951 /* readahead.c */
952 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
953 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
954 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
955                                          * turning readahead off */
956
957 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
958                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
959 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
960                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
961 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
962                           struct file_ra_state *ra,
963                           struct file *filp,
964                           pgoff_t offset,
965                           unsigned long size);
966 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
967                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
968 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
969
970 /* Do stack extension */
971 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
972 #ifdef CONFIG_IA64
973 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
974 #endif
975
976 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
977 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
978 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
979                                              struct vm_area_struct **pprev);
980
981 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
982    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
983 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
984 {
985         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
986
987         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
988                 vma = NULL;
989         return vma;
990 }
991
992 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
993 {
994         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
995 }
996
997 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
998 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
999 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1000 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1001                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1002 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1003
1004 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1005                         unsigned int foll_flags);
1006 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1007 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1008 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1009 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1010
1011 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1012 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1013 #else
1014 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1015                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1016 {
1017 }
1018 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1019
1020 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1021 static inline void
1022 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1023 {
1024         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1025                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1026                                                  numpages * PAGE_SIZE);
1027 }
1028 #endif
1029
1030 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1031 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1032 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1033 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1034 #else
1035 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1036 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1037 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1038
1039 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1040 #define OOM_DISABLE -17
1041
1042 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1043                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1044 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1045                         unsigned long lru_pages);
1046 void drop_pagecache(void);
1047 void drop_slab(void);
1048
1049 #ifndef CONFIG_MMU
1050 #define randomize_va_space 0
1051 #else
1052 extern int randomize_va_space;
1053 #endif
1054
1055 #endif /* __KERNEL__ */
1056 #endif /* _LINUX_MM_H */