[PATCH] fix/simplify mutex debugging code
[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
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/config.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.h>
14 #include <linux/prio_tree.h>
15 #include <linux/fs.h>
16 #include <linux/mutex.h>
17
18 struct mempolicy;
19 struct anon_vma;
20
21 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
22 extern unsigned long max_mapnr;
23 #endif
24
25 extern unsigned long num_physpages;
26 extern void * high_memory;
27 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
28 extern int page_cluster;
29
30 #ifdef CONFIG_SYSCTL
31 extern int sysctl_legacy_va_layout;
32 #else
33 #define sysctl_legacy_va_layout 0
34 #endif
35
36 #include <asm/page.h>
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/processor.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40
41 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
42
43 /*
44  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
45  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
46  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
47  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
48  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
49  * mmap() functions).
50  */
51
52 /*
53  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
54  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
55  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
56  * library, the executable area etc).
57  */
58 struct vm_area_struct {
59         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
60         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
61         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
62                                            within vm_mm. */
63
64         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
65         struct vm_area_struct *vm_next;
66
67         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
68         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
69
70         struct rb_node vm_rb;
71
72         /*
73          * For areas with an address space and backing store,
74          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
75          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
76          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
77          */
78         union {
79                 struct {
80                         struct list_head list;
81                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
82                         struct vm_area_struct *head;
83                 } vm_set;
84
85                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
86         } shared;
87
88         /*
89          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
90          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
91          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
92          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
93          */
94         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
95         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
96
97         /* Function pointers to deal with this struct. */
98         struct vm_operations_struct * vm_ops;
99
100         /* Information about our backing store: */
101         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
102                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
103         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
104         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
105         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
106
107 #ifndef CONFIG_MMU
108         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
109 #endif
110 #ifdef CONFIG_NUMA
111         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
112 #endif
113 };
114
115 /*
116  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
117  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
118  * system, and mm's subscribe to these individually
119  */
120 struct vm_list_struct {
121         struct vm_list_struct   *next;
122         struct vm_area_struct   *vma;
123 };
124
125 #ifndef CONFIG_MMU
126 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
127 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
128
129 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
130 #endif
131
132 /*
133  * vm_flags..
134  */
135 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
136 #define VM_WRITE        0x00000002
137 #define VM_EXEC         0x00000004
138 #define VM_SHARED       0x00000008
139
140 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
141 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
142 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
143 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
144 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
145
146 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
147 #define VM_GROWSUP      0x00000200
148 #define VM_SHM          0x00000000      /* Means nothing: delete it later */
149 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
150 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
151
152 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
153 #define VM_LOCKED       0x00002000
154 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
155
156                                         /* Used by sys_madvise() */
157 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
158 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
159
160 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
161 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
162 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
163 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
164 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
165 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
166 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
167 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
168
169 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
170 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
171 #endif
172
173 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
174 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
175 #else
176 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
177 #endif
178
179 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
180 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
181 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
182 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
183 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
184
185 /*
186  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
187  * low four bits) to a page protection mask..
188  */
189 extern pgprot_t protection_map[16];
190
191
192 /*
193  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
194  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
195  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
196  */
197 struct vm_operations_struct {
198         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
199         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
200         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
201         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
202 #ifdef CONFIG_NUMA
203         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
204         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
205                                         unsigned long addr);
206 #endif
207 };
208
209 struct mmu_gather;
210 struct inode;
211
212 /*
213  * Each physical page in the system has a struct page associated with
214  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
215  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
216  * a page.
217  */
218 struct page {
219         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
220                                          * updated asynchronously */
221         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
222         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
223                                          * to show when page is mapped
224                                          * & limit reverse map searches.
225                                          */
226         union {
227             struct {
228                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
229                                                  * usually used for buffer_heads
230                                                  * if PagePrivate set; used for
231                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache.
232                                                  * When page is free, this
233                                                  * indicates order in the buddy
234                                                  * system.
235                                                  */
236                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
237                                                  * inode address_space, or NULL.
238                                                  * If page mapped as anonymous
239                                                  * memory, low bit is set, and
240                                                  * it points to anon_vma object:
241                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
242                                                  */
243             };
244 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
245             spinlock_t ptl;
246 #endif
247         };
248         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
249         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
250                                          * protected by zone->lru_lock !
251                                          */
252         /*
253          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
254          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
255          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
256          * dynamically, so we need a place to store that address.
257          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
258          *
259          * Architectures with slow multiplication can define
260          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
261          */
262 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
263         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
264                                            not kmapped, ie. highmem) */
265 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
266 };
267
268 #define page_private(page)              ((page)->private)
269 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
270
271 /*
272  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
273  * files which need it (119 of them)
274  */
275 #include <linux/page-flags.h>
276
277 /*
278  * Methods to modify the page usage count.
279  *
280  * What counts for a page usage:
281  * - cache mapping   (page->mapping)
282  * - private data    (page->private)
283  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
284  *   is counted separately
285  *
286  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
287  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
288  *
289  * Since 2.6.6 (approx), a free page has ->_count = -1.  This is so that we
290  * can use atomic_add_negative(-1, page->_count) to detect when the page
291  * becomes free and so that we can also use atomic_inc_and_test to atomically
292  * detect when we just tried to grab a ref on a page which some other CPU has
293  * already deemed to be freeable.
294  *
295  * NO code should make assumptions about this internal detail!  Use the provided
296  * macros which retain the old rules: page_count(page) == 0 is a free page.
297  */
298
299 /*
300  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
301  * no users)
302  */
303 #define put_page_testzero(p)                            \
304         ({                                              \
305                 BUG_ON(page_count(p) == 0);             \
306                 atomic_add_negative(-1, &(p)->_count);  \
307         })
308
309 /*
310  * Grab a ref, return true if the page previously had a logical refcount of
311  * zero.  ie: returns true if we just grabbed an already-deemed-to-be-free page
312  */
313 #define get_page_testone(p)     atomic_inc_and_test(&(p)->_count)
314
315 #define set_page_count(p,v)     atomic_set(&(p)->_count, (v) - 1)
316 #define __put_page(p)           atomic_dec(&(p)->_count)
317
318 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
319
320 static inline int page_count(struct page *page)
321 {
322         if (PageCompound(page))
323                 page = (struct page *)page_private(page);
324         return atomic_read(&page->_count) + 1;
325 }
326
327 static inline void get_page(struct page *page)
328 {
329         if (unlikely(PageCompound(page)))
330                 page = (struct page *)page_private(page);
331         atomic_inc(&page->_count);
332 }
333
334 void put_page(struct page *page);
335
336 /*
337  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
338  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
339  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
340  * only one copy in memory, at most, normally.
341  *
342  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
343  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
344  *   freelist management in the buddy allocator.
345  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
346  *   (e.g. a private data page of one process).
347  *
348  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
349  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
350  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
351  * management of this page is the responsibility of the one who uses
352  * it.
353  *
354  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
355  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
356  * The following discussion applies only to them.
357  *
358  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
359  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
360  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
361  *
362  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
363  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
364  * list of the page's disk buffers.
365  *
366  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
367  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
368  * the page cache itself.
369  *
370  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
371  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
372  *
373  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
374  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
375  *
376  * All process pages can do I/O:
377  * - inode pages may need to be read from disk,
378  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
379  *   to be written to disk,
380  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
381  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
382  */
383
384 /*
385  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
386  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
387  */
388
389
390 /*
391  * page->flags layout:
392  *
393  * There are three possibilities for how page->flags get
394  * laid out.  The first is for the normal case, without
395  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
396  * plenty of space for node and section.  The last is when
397  * we have run out of space and have to fall back to an
398  * alternate (slower) way of determining the node.
399  *
400  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
401  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
402  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
403  */
404 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
405 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
406 #else
407 #define SECTIONS_WIDTH          0
408 #endif
409
410 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
411
412 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
413 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
414 #else
415 #define NODES_WIDTH             0
416 #endif
417
418 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
419 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
420 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
421 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
422
423 /*
424  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
425  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
426  */
427 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
428
429 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
430 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
431 #endif
432
433 /*
434  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
435  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
436  * the compiler will optimise away reference to them.
437  */
438 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
439 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
440 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
441
442 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
443 #if FLAGS_HAS_NODE
444 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
445 #else
446 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
447 #endif
448 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
449
450 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
451 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
452 #endif
453
454 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
455 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
456 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
457 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
458
459 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
460 {
461         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
462 }
463
464 struct zone;
465 extern struct zone *zone_table[];
466
467 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
468 {
469         return zone_table[(page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) &
470                         ZONETABLE_MASK];
471 }
472
473 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
474 {
475         if (FLAGS_HAS_NODE)
476                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
477         else
478                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
479 }
480 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
481 {
482         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
483 }
484
485 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
486 {
487         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
488         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
489 }
490 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
491 {
492         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
493         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
494 }
495 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
496 {
497         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
498         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
499 }
500
501 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
502         unsigned long node, unsigned long pfn)
503 {
504         set_page_zone(page, zone);
505         set_page_node(page, node);
506         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
507 }
508
509 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
510 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
511 extern struct page *mem_map;
512 #endif
513
514 static inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
515 {
516         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
517 }
518
519 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
520 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
521 #endif
522
523 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
524 #define page_address(page) ((page)->virtual)
525 #define set_page_address(page, address)                 \
526         do {                                            \
527                 (page)->virtual = (address);            \
528         } while(0)
529 #define page_address_init()  do { } while(0)
530 #endif
531
532 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
533 void *page_address(struct page *page);
534 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
535 void page_address_init(void);
536 #endif
537
538 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
539 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
540 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
541 #define page_address_init()  do { } while(0)
542 #endif
543
544 /*
545  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
546  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
547  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
548  *
549  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
550  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
551  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
552  */
553 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
554
555 extern struct address_space swapper_space;
556 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
557 {
558         struct address_space *mapping = page->mapping;
559
560         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
561                 mapping = &swapper_space;
562         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
563                 mapping = NULL;
564         return mapping;
565 }
566
567 static inline int PageAnon(struct page *page)
568 {
569         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
570 }
571
572 /*
573  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
574  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
575  */
576 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
577 {
578         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
579                 return page_private(page);
580         return page->index;
581 }
582
583 /*
584  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
585  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
586  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
587  */
588 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
589 {
590         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
591 }
592
593 static inline int page_mapcount(struct page *page)
594 {
595         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
596 }
597
598 /*
599  * Return true if this page is mapped into pagetables.
600  */
601 static inline int page_mapped(struct page *page)
602 {
603         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
604 }
605
606 /*
607  * Error return values for the *_nopage functions
608  */
609 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
610 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
611
612 /*
613  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
614  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
615  * just gets major/minor fault counters bumped up.
616  */
617 #define VM_FAULT_OOM    0x00
618 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
619 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
620 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
621
622 /* 
623  * Special case for get_user_pages.
624  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
625  */
626 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
627
628 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
629
630 extern void show_free_areas(void);
631
632 #ifdef CONFIG_SHMEM
633 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
634                         unsigned long address, int *type);
635 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
636 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
637                                         unsigned long addr);
638 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
639 #else
640 #define shmem_nopage filemap_nopage
641
642 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
643                              struct user_struct *user)
644 {
645         return 0;
646 }
647
648 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
649                                    struct mempolicy *new)
650 {
651         return 0;
652 }
653
654 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
655                                                  unsigned long addr)
656 {
657         return NULL;
658 }
659 #endif
660 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
661 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
662
663 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
664
665 #ifndef CONFIG_MMU
666 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
667                                              unsigned long addr,
668                                              unsigned long len,
669                                              unsigned long pgoff,
670                                              unsigned long flags);
671 #endif
672
673 static inline int can_do_mlock(void)
674 {
675         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
676                 return 1;
677         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
678                 return 1;
679         return 0;
680 }
681 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
682 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
683
684 /*
685  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
686  */
687 struct zap_details {
688         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
689         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
690         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
691         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
692         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
693         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
694 };
695
696 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
697 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
698                 unsigned long size, struct zap_details *);
699 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
700                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
701                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
702                 struct zap_details *);
703 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
704                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
705 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
706                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
707 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
708                         struct vm_area_struct *vma);
709 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
710                         unsigned long size, pgprot_t prot);
711 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
712                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
713
714 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
715                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
716 {
717         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
718 }
719
720 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
721 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
722 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
723 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
724
725 #ifdef CONFIG_MMU
726 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
727                         unsigned long address, int write_access);
728
729 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
730                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
731                         int write_access)
732 {
733         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
734                                 (~VM_FAULT_WRITE);
735 }
736 #else
737 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
738                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
739                         int write_access)
740 {
741         /* should never happen if there's no MMU */
742         BUG();
743         return VM_FAULT_SIGBUS;
744 }
745 #endif
746
747 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
748 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
749 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
750
751 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
752                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
753 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
754
755 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
756 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
757 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
758                                 struct page *page);
759 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
760 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
761 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
762
763 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
764                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
765                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
766
767 /*
768  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
769  * 
770  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
771  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
772  *
773  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
774  *
775  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
776  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
777  */
778 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
779
780 /*
781  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
782  * to recreate one of the objects that these functions age.
783  */
784
785 #define DEFAULT_SEEKS 2
786 struct shrinker;
787 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
788 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
789
790 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
791
792 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
793 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
794 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
795 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
796
797 /*
798  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
799  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
800  */
801 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
802 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
803 {
804         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
805                 NULL: pud_offset(pgd, address);
806 }
807
808 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
809 {
810         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
811                 NULL: pmd_offset(pud, address);
812 }
813 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
814
815 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
816 /*
817  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
818  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
819  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
820  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
821  */
822 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
823 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
824         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
825 } while (0)
826 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
827 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
828 #else
829 /*
830  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
831  */
832 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
833 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
834 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
835 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
836
837 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
838 ({                                                      \
839         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
840         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
841         *(ptlp) = __ptl;                                \
842         spin_lock(__ptl);                               \
843         __pte;                                          \
844 })
845
846 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
847         spin_unlock(ptl);                               \
848         pte_unmap(pte);                                 \
849 } while (0)
850
851 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
852         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
853                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
854
855 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
856         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
857                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
858
859 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
860         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
861                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
862
863 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
864 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
865         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
866         unsigned long *zholes_size);
867 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
868 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
869 extern void mem_init(void);
870 extern void show_mem(void);
871 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
872 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
873
874 #ifdef CONFIG_NUMA
875 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
876 #else
877 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
878 #endif
879
880 /* prio_tree.c */
881 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
882 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
883 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
884 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
885         struct prio_tree_iter *iter);
886
887 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
888         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
889                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
890
891 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
892                                         struct list_head *list)
893 {
894         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
895         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
896 }
897
898 /* mmap.c */
899 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
900 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
901         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
902 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
903         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
904         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
905         struct mempolicy *);
906 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
907 extern int split_vma(struct mm_struct *,
908         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
909 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
910 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
911         struct rb_node **, struct rb_node *);
912 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
913 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
914         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
915 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
916 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
917
918 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
919
920 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
921         unsigned long len, unsigned long prot,
922         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
923
924 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
925         unsigned long len, unsigned long prot,
926         unsigned long flag, unsigned long offset)
927 {
928         unsigned long ret = -EINVAL;
929         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
930                 goto out;
931         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
932                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
933 out:
934         return ret;
935 }
936
937 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
938
939 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
940
941 /* filemap.c */
942 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
943 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
944 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
945                                        loff_t lstart, loff_t lend);
946
947 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
948 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
949 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
950                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
951
952 /* mm/page-writeback.c */
953 int write_one_page(struct page *page, int wait);
954
955 /* readahead.c */
956 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
957 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
958 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
959                                          * turning readahead off */
960
961 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
962                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
963 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
964                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
965 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
966                           struct file_ra_state *ra,
967                           struct file *filp,
968                           pgoff_t offset,
969                           unsigned long size);
970 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
971                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
972 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
973
974 /* Do stack extension */
975 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
976 #ifdef CONFIG_IA64
977 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
978 #endif
979
980 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
981 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
982 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
983                                              struct vm_area_struct **pprev);
984
985 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
986    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
987 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
988 {
989         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
990
991         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
992                 vma = NULL;
993         return vma;
994 }
995
996 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
997 {
998         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
999 }
1000
1001 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1002 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1003 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1004 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1005                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1006 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1007
1008 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1009                         unsigned int foll_flags);
1010 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1011 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1012 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1013 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1014
1015 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1016 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1017 #else
1018 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1019                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1020 {
1021 }
1022 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1023
1024 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1025 static inline void
1026 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1027 {
1028         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1029                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1030                                                  numpages * PAGE_SIZE);
1031 }
1032 #endif
1033
1034 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1035 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1036 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1037 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1038 #else
1039 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1040 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1041 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1042
1043 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1044 #define OOM_DISABLE -17
1045
1046 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1047                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1048 int shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1049                         unsigned long lru_pages);
1050 void drop_pagecache(void);
1051 void drop_slab(void);
1052
1053 #endif /* __KERNEL__ */
1054 #endif /* _LINUX_MM_H */