[PATCH] mm: de-skew page refcounting
[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 #define __put_page(p)           atomic_dec(&(p)->_count)
312
313 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
314
315 static inline int page_count(struct page *page)
316 {
317         if (PageCompound(page))
318                 page = (struct page *)page_private(page);
319         return atomic_read(&page->_count);
320 }
321
322 static inline void get_page(struct page *page)
323 {
324         if (unlikely(PageCompound(page)))
325                 page = (struct page *)page_private(page);
326         atomic_inc(&page->_count);
327 }
328
329 void put_page(struct page *page);
330
331 /*
332  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
333  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
334  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
335  * only one copy in memory, at most, normally.
336  *
337  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
338  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
339  *   freelist management in the buddy allocator.
340  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
341  *   (e.g. a private data page of one process).
342  *
343  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
344  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
345  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
346  * management of this page is the responsibility of the one who uses
347  * it.
348  *
349  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
350  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
351  * The following discussion applies only to them.
352  *
353  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
354  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
355  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
356  *
357  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
358  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
359  * list of the page's disk buffers.
360  *
361  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
362  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
363  * the page cache itself.
364  *
365  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
366  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
367  *
368  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
369  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
370  *
371  * All process pages can do I/O:
372  * - inode pages may need to be read from disk,
373  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
374  *   to be written to disk,
375  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
376  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
377  */
378
379 /*
380  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
381  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
382  */
383
384
385 /*
386  * page->flags layout:
387  *
388  * There are three possibilities for how page->flags get
389  * laid out.  The first is for the normal case, without
390  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
391  * plenty of space for node and section.  The last is when
392  * we have run out of space and have to fall back to an
393  * alternate (slower) way of determining the node.
394  *
395  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
396  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
397  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
398  */
399 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
400 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
401 #else
402 #define SECTIONS_WIDTH          0
403 #endif
404
405 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
406
407 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
408 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
409 #else
410 #define NODES_WIDTH             0
411 #endif
412
413 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
414 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
415 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
416 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
417
418 /*
419  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
420  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
421  */
422 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
423
424 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
425 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
426 #endif
427
428 /*
429  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
430  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
431  * the compiler will optimise away reference to them.
432  */
433 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
434 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
435 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
436
437 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
438 #if FLAGS_HAS_NODE
439 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
440 #else
441 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
442 #endif
443 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
444
445 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
446 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
447 #endif
448
449 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
450 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
451 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
452 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
453
454 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
455 {
456         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
457 }
458
459 struct zone;
460 extern struct zone *zone_table[];
461
462 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
463 {
464         return zone_table[(page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) &
465                         ZONETABLE_MASK];
466 }
467
468 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
469 {
470         if (FLAGS_HAS_NODE)
471                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
472         else
473                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
474 }
475 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
476 {
477         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
478 }
479
480 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
481 {
482         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
483         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
484 }
485 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
486 {
487         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
488         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
489 }
490 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
491 {
492         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
493         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
494 }
495
496 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
497         unsigned long node, unsigned long pfn)
498 {
499         set_page_zone(page, zone);
500         set_page_node(page, node);
501         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
502 }
503
504 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
505 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
506 extern struct page *mem_map;
507 #endif
508
509 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
510 {
511         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
512 }
513
514 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
515 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
516 #endif
517
518 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
519 #define page_address(page) ((page)->virtual)
520 #define set_page_address(page, address)                 \
521         do {                                            \
522                 (page)->virtual = (address);            \
523         } while(0)
524 #define page_address_init()  do { } while(0)
525 #endif
526
527 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
528 void *page_address(struct page *page);
529 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
530 void page_address_init(void);
531 #endif
532
533 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
534 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
535 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
536 #define page_address_init()  do { } while(0)
537 #endif
538
539 /*
540  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
541  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
542  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
543  *
544  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
545  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
546  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
547  */
548 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
549
550 extern struct address_space swapper_space;
551 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
552 {
553         struct address_space *mapping = page->mapping;
554
555         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
556                 mapping = &swapper_space;
557         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
558                 mapping = NULL;
559         return mapping;
560 }
561
562 static inline int PageAnon(struct page *page)
563 {
564         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
565 }
566
567 /*
568  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
569  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
570  */
571 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
572 {
573         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
574                 return page_private(page);
575         return page->index;
576 }
577
578 /*
579  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
580  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
581  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
582  */
583 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
584 {
585         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
586 }
587
588 static inline int page_mapcount(struct page *page)
589 {
590         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
591 }
592
593 /*
594  * Return true if this page is mapped into pagetables.
595  */
596 static inline int page_mapped(struct page *page)
597 {
598         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
599 }
600
601 /*
602  * Error return values for the *_nopage functions
603  */
604 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
605 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
606
607 /*
608  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
609  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
610  * just gets major/minor fault counters bumped up.
611  */
612 #define VM_FAULT_OOM    0x00
613 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
614 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
615 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
616
617 /* 
618  * Special case for get_user_pages.
619  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
620  */
621 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
622
623 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
624
625 extern void show_free_areas(void);
626
627 #ifdef CONFIG_SHMEM
628 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
629                         unsigned long address, int *type);
630 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
631 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
632                                         unsigned long addr);
633 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
634 #else
635 #define shmem_nopage filemap_nopage
636
637 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
638                              struct user_struct *user)
639 {
640         return 0;
641 }
642
643 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
644                                    struct mempolicy *new)
645 {
646         return 0;
647 }
648
649 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
650                                                  unsigned long addr)
651 {
652         return NULL;
653 }
654 #endif
655 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
656 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
657
658 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
659
660 #ifndef CONFIG_MMU
661 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
662                                              unsigned long addr,
663                                              unsigned long len,
664                                              unsigned long pgoff,
665                                              unsigned long flags);
666 #endif
667
668 static inline int can_do_mlock(void)
669 {
670         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
671                 return 1;
672         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
673                 return 1;
674         return 0;
675 }
676 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
677 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
678
679 /*
680  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
681  */
682 struct zap_details {
683         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
684         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
685         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
686         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
687         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
688         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
689 };
690
691 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
692 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
693                 unsigned long size, struct zap_details *);
694 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
695                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
696                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
697                 struct zap_details *);
698 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
699                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
700 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
701                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
702 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
703                         struct vm_area_struct *vma);
704 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
705                         unsigned long size, pgprot_t prot);
706 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
707                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
708
709 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
710                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
711 {
712         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
713 }
714
715 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
716 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
717 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
718 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
719
720 #ifdef CONFIG_MMU
721 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
722                         unsigned long address, int write_access);
723
724 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
725                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
726                         int write_access)
727 {
728         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
729                                 (~VM_FAULT_WRITE);
730 }
731 #else
732 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
733                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
734                         int write_access)
735 {
736         /* should never happen if there's no MMU */
737         BUG();
738         return VM_FAULT_SIGBUS;
739 }
740 #endif
741
742 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
743 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
744 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
745
746 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
747                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
748 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
749
750 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
751 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
752 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
753                                 struct page *page);
754 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
755 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
756 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
757
758 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
759                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
760                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
761
762 /*
763  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
764  * 
765  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
766  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
767  *
768  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
769  *
770  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
771  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
772  */
773 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
774
775 /*
776  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
777  * to recreate one of the objects that these functions age.
778  */
779
780 #define DEFAULT_SEEKS 2
781 struct shrinker;
782 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
783 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
784
785 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
786
787 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
788 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
789 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
790 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
791
792 /*
793  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
794  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
795  */
796 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
797 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
798 {
799         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
800                 NULL: pud_offset(pgd, address);
801 }
802
803 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
804 {
805         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
806                 NULL: pmd_offset(pud, address);
807 }
808 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
809
810 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
811 /*
812  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
813  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
814  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
815  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
816  */
817 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
818 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
819         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
820 } while (0)
821 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
822 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
823 #else
824 /*
825  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
826  */
827 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
828 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
829 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
830 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
831
832 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
833 ({                                                      \
834         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
835         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
836         *(ptlp) = __ptl;                                \
837         spin_lock(__ptl);                               \
838         __pte;                                          \
839 })
840
841 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
842         spin_unlock(ptl);                               \
843         pte_unmap(pte);                                 \
844 } while (0)
845
846 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
847         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
848                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
849
850 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
851         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
852                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
853
854 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
855         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
856                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
857
858 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
859 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
860         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
861         unsigned long *zholes_size);
862 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
863 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
864 extern void mem_init(void);
865 extern void show_mem(void);
866 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
867 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
868
869 #ifdef CONFIG_NUMA
870 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
871 #else
872 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
873 #endif
874
875 /* prio_tree.c */
876 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
877 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
878 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
879 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
880         struct prio_tree_iter *iter);
881
882 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
883         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
884                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
885
886 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
887                                         struct list_head *list)
888 {
889         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
890         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
891 }
892
893 /* mmap.c */
894 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
895 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
896         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
897 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
898         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
899         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
900         struct mempolicy *);
901 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
902 extern int split_vma(struct mm_struct *,
903         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
904 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
905 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
906         struct rb_node **, struct rb_node *);
907 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
908 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
909         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
910 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
911 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
912
913 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
914
915 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
916         unsigned long len, unsigned long prot,
917         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
918
919 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
920         unsigned long len, unsigned long prot,
921         unsigned long flag, unsigned long offset)
922 {
923         unsigned long ret = -EINVAL;
924         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
925                 goto out;
926         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
927                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
928 out:
929         return ret;
930 }
931
932 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
933
934 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
935
936 /* filemap.c */
937 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
938 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
939 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
940                                        loff_t lstart, loff_t lend);
941
942 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
943 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
944 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
945                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
946
947 /* mm/page-writeback.c */
948 int write_one_page(struct page *page, int wait);
949
950 /* readahead.c */
951 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
952 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
953 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
954                                          * turning readahead off */
955
956 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
957                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
958 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
959                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
960 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
961                           struct file_ra_state *ra,
962                           struct file *filp,
963                           pgoff_t offset,
964                           unsigned long size);
965 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
966                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
967 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
968
969 /* Do stack extension */
970 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
971 #ifdef CONFIG_IA64
972 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
973 #endif
974
975 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
976 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
977 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
978                                              struct vm_area_struct **pprev);
979
980 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
981    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
982 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
983 {
984         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
985
986         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
987                 vma = NULL;
988         return vma;
989 }
990
991 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
992 {
993         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
994 }
995
996 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
997 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
998 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
999 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1000                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1001 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1002
1003 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1004                         unsigned int foll_flags);
1005 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1006 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1007 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1008 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1009
1010 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1011 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1012 #else
1013 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1014                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1015 {
1016 }
1017 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1018
1019 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1020 static inline void
1021 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1022 {
1023         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1024                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1025                                                  numpages * PAGE_SIZE);
1026 }
1027 #endif
1028
1029 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1030 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1031 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1032 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1033 #else
1034 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1035 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1036 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1037
1038 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1039 #define OOM_DISABLE -17
1040
1041 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1042                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1043 int shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1044                         unsigned long lru_pages);
1045 void drop_pagecache(void);
1046 void drop_slab(void);
1047
1048 #ifndef CONFIG_MMU
1049 #define randomize_va_space 0
1050 #else
1051 extern int randomize_va_space;
1052 #endif
1053
1054 #endif /* __KERNEL__ */
1055 #endif /* _LINUX_MM_H */