mm: make lowmem_page_address() use PFN_PHYS() for improved portability
[linux-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/gfp.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/prio_tree.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/range.h>
16 #include <linux/pfn.h>
17
18 struct mempolicy;
19 struct anon_vma;
20 struct file_ra_state;
21 struct user_struct;
22 struct writeback_control;
23
24 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
25 extern unsigned long max_mapnr;
26 #endif
27
28 extern unsigned long num_physpages;
29 extern unsigned long totalram_pages;
30 extern void * high_memory;
31 extern int page_cluster;
32
33 #ifdef CONFIG_SYSCTL
34 extern int sysctl_legacy_va_layout;
35 #else
36 #define sysctl_legacy_va_layout 0
37 #endif
38
39 #include <asm/page.h>
40 #include <asm/pgtable.h>
41 #include <asm/processor.h>
42
43 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
44
45 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
46 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
47
48 /*
49  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
50  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
51  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
52  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
53  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
54  * mmap() functions).
55  */
56
57 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
58
59 #ifndef CONFIG_MMU
60 extern struct rb_root nommu_region_tree;
61 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
62
63 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
64 #endif
65
66 /*
67  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
68  */
69 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
70 #define VM_WRITE        0x00000002
71 #define VM_EXEC         0x00000004
72 #define VM_SHARED       0x00000008
73
74 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
75 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
76 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
77 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
78 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
79
80 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
81 #define VM_GROWSUP      0x00000200
82 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
83 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
84
85 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
86 #define VM_LOCKED       0x00002000
87 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
88
89                                         /* Used by sys_madvise() */
90 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
91 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
92
93 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
94 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
95 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
96 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
97 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
98 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
99 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
100 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
101 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
102 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
103
104 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
105 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
106 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
107 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
108 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
109
110 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
111 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
112
113 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
114 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
115 #endif
116
117 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
118 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
119 #else
120 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
121 #endif
122
123 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
124 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
125 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
126 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
127 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
128
129 /*
130  * special vmas that are non-mergable, non-mlock()able
131  */
132 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
133
134 /*
135  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
136  * low four bits) to a page protection mask..
137  */
138 extern pgprot_t protection_map[16];
139
140 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
141 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
142 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
143
144 /*
145  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
146  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
147  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
148  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
149  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
150  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
151  */
152 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
153 {
154         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
155 }
156
157 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
158 {
159         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
160 }
161
162 /*
163  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
164  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
165  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
166  *
167  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
168  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
169  * mapping support.
170  */
171 struct vm_fault {
172         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
173         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
174         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
175
176         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
177                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
178                                          * is set (which is also implied by
179                                          * VM_FAULT_ERROR).
180                                          */
181 };
182
183 /*
184  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
185  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
186  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
187  */
188 struct vm_operations_struct {
189         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
190         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
191         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
192
193         /* notification that a previously read-only page is about to become
194          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
195         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
196
197         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
198          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
199          */
200         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
201                       void *buf, int len, int write);
202 #ifdef CONFIG_NUMA
203         /*
204          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
205          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
206          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
207          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
208          * mempolicy.
209          */
210         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
211
212         /*
213          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
214          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
215          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
216          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
217          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
218          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
219          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
220          * policy.
221          */
222         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
223                                         unsigned long addr);
224         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
225                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
226 #endif
227 };
228
229 struct mmu_gather;
230 struct inode;
231
232 #define page_private(page)              ((page)->private)
233 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
234
235 /*
236  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
237  * files which need it (119 of them)
238  */
239 #include <linux/page-flags.h>
240
241 /*
242  * Methods to modify the page usage count.
243  *
244  * What counts for a page usage:
245  * - cache mapping   (page->mapping)
246  * - private data    (page->private)
247  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
248  *   is counted separately
249  *
250  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
251  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
252  */
253
254 /*
255  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
256  */
257 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
258 {
259         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
260         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
261 }
262
263 /*
264  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
265  * that is the case.
266  */
267 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
268 {
269         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
270 }
271
272 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
273
274 /* Support for virtually mapped pages */
275 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
276 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
277
278 /*
279  * Determine if an address is within the vmalloc range
280  *
281  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
282  * is no special casing required.
283  */
284 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
285 {
286 #ifdef CONFIG_MMU
287         unsigned long addr = (unsigned long)x;
288
289         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
290 #else
291         return 0;
292 #endif
293 }
294 #ifdef CONFIG_MMU
295 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
296 #else
297 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
298 {
299         return 0;
300 }
301 #endif
302
303 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
304 {
305         if (unlikely(PageTail(page)))
306                 return page->first_page;
307         return page;
308 }
309
310 static inline int page_count(struct page *page)
311 {
312         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
313 }
314
315 static inline void get_page(struct page *page)
316 {
317         page = compound_head(page);
318         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
319         atomic_inc(&page->_count);
320 }
321
322 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
323 {
324         struct page *page = virt_to_page(x);
325         return compound_head(page);
326 }
327
328 /*
329  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
330  * the first time (boot or memory hotplug)
331  */
332 static inline void init_page_count(struct page *page)
333 {
334         atomic_set(&page->_count, 1);
335 }
336
337 void put_page(struct page *page);
338 void put_pages_list(struct list_head *pages);
339
340 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
341 int split_free_page(struct page *page);
342
343 /*
344  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
345  * prototype for that function and accessor functions.
346  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
347  */
348 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
349
350 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
351                                                 compound_page_dtor *dtor)
352 {
353         page[1].lru.next = (void *)dtor;
354 }
355
356 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
357 {
358         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
359 }
360
361 static inline int compound_order(struct page *page)
362 {
363         if (!PageHead(page))
364                 return 0;
365         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
366 }
367
368 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
369 {
370         page[1].lru.prev = (void *)order;
371 }
372
373 /*
374  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
375  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
376  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
377  * only one copy in memory, at most, normally.
378  *
379  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
380  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
381  *   freelist management in the buddy allocator.
382  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
383  *
384  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
385  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
386  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
387  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
388  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
389  *
390  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
391  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
392  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
393  * and page->virtual store page management information, but all other fields
394  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
395  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
396  * subsequently been given references to it.
397  *
398  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
399  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
400  * The following discussion applies only to them.
401  *
402  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
403  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
404  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
405  * into the filesystem to release these pages.
406  *
407  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
408  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
409  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
410  *
411  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
412  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
413  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
414  *
415  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
416  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
417  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
418  *
419  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
420  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
421  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
422  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
423  *
424  * All pagecache pages may be subject to I/O:
425  * - inode pages may need to be read from disk,
426  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
427  *   to be written back to the inode on disk,
428  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
429  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
430  *   back into memory.
431  */
432
433 /*
434  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
435  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
436  */
437
438
439 /*
440  * page->flags layout:
441  *
442  * There are three possibilities for how page->flags get
443  * laid out.  The first is for the normal case, without
444  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
445  * plenty of space for node and section.  The last is when
446  * we have run out of space and have to fall back to an
447  * alternate (slower) way of determining the node.
448  *
449  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
450  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
451  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
452  */
453 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
454 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
455 #else
456 #define SECTIONS_WIDTH          0
457 #endif
458
459 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
460
461 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
462 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
463 #else
464 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
465 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
466 #endif
467 #define NODES_WIDTH             0
468 #endif
469
470 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
471 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
472 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
473 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
474
475 /*
476  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
477  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
478  */
479 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
480 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
481 #endif
482
483 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
484 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
485 #endif
486
487 /*
488  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
489  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
490  * the compiler will optimise away reference to them.
491  */
492 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
493 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
494 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
495
496 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allcator */
497 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGEFLAGS
498 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
499 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
500                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
501 #else
502 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
503 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
504                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
505 #endif
506
507 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
508
509 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
510 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
511 #endif
512
513 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
514 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
515 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
516 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
517
518 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
519 {
520         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
521 }
522
523 /*
524  * The identification function is only used by the buddy allocator for
525  * determining if two pages could be buddies. We are not really
526  * identifying a zone since we could be using a the section number
527  * id if we have not node id available in page flags.
528  * We guarantee only that it will return the same value for two
529  * combinable pages in a zone.
530  */
531 static inline int page_zone_id(struct page *page)
532 {
533         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
534 }
535
536 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
537 {
538 #ifdef CONFIG_NUMA
539         return zone->node;
540 #else
541         return 0;
542 #endif
543 }
544
545 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
546 extern int page_to_nid(struct page *page);
547 #else
548 static inline int page_to_nid(struct page *page)
549 {
550         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
551 }
552 #endif
553
554 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
555 {
556         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
557 }
558
559 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
560 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
561 {
562         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
563 }
564 #endif
565
566 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
567 {
568         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
569         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
570 }
571
572 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
573 {
574         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
575         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
576 }
577
578 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
579 {
580         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
581         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
582 }
583
584 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
585         unsigned long node, unsigned long pfn)
586 {
587         set_page_zone(page, zone);
588         set_page_node(page, node);
589         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
590 }
591
592 /*
593  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
594  */
595 #include <linux/vmstat.h>
596
597 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
598 {
599         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
600 }
601
602 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
603 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
604 #endif
605
606 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
607 #define page_address(page) ((page)->virtual)
608 #define set_page_address(page, address)                 \
609         do {                                            \
610                 (page)->virtual = (address);            \
611         } while(0)
612 #define page_address_init()  do { } while(0)
613 #endif
614
615 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
616 void *page_address(struct page *page);
617 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
618 void page_address_init(void);
619 #endif
620
621 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
622 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
623 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
624 #define page_address_init()  do { } while(0)
625 #endif
626
627 /*
628  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
629  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
630  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
631  *
632  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
633  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
634  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
635  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
636  *
637  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
638  *
639  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
640  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
641  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
642  */
643 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
644 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
645 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
646
647 extern struct address_space swapper_space;
648 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
649 {
650         struct address_space *mapping = page->mapping;
651
652         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
653         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
654                 mapping = &swapper_space;
655         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
656                 mapping = NULL;
657         return mapping;
658 }
659
660 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
661 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
662 {
663         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
664 }
665
666 static inline int PageAnon(struct page *page)
667 {
668         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
669 }
670
671 /*
672  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
673  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
674  */
675 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
676 {
677         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
678                 return page_private(page);
679         return page->index;
680 }
681
682 /*
683  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
684  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
685  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
686  */
687 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
688 {
689         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
690 }
691
692 static inline int page_mapcount(struct page *page)
693 {
694         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
695 }
696
697 /*
698  * Return true if this page is mapped into pagetables.
699  */
700 static inline int page_mapped(struct page *page)
701 {
702         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
703 }
704
705 /*
706  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
707  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
708  * just gets major/minor fault counters bumped up.
709  */
710
711 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
712
713 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
714 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
715 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
716 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
717 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned page */
718
719 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
720 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
721
722 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON)
723
724 /*
725  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
726  */
727 extern void pagefault_out_of_memory(void);
728
729 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
730
731 extern void show_free_areas(void);
732
733 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
734 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
735 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
736
737 #ifndef CONFIG_MMU
738 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
739                                              unsigned long addr,
740                                              unsigned long len,
741                                              unsigned long pgoff,
742                                              unsigned long flags);
743 #endif
744
745 extern int can_do_mlock(void);
746 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
747 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
748
749 /*
750  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
751  */
752 struct zap_details {
753         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
754         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
755         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
756         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
757         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
758         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
759 };
760
761 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
762                 pte_t pte);
763
764 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
765                 unsigned long size);
766 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
767                 unsigned long size, struct zap_details *);
768 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
769                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
770                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
771                 struct zap_details *);
772
773 /**
774  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
775  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
776  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
777  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
778  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
779  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
780  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
781  *
782  * (see walk_page_range for more details)
783  */
784 struct mm_walk {
785         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
786         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
787         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
788         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
789         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
790         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
791                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
792         struct mm_struct *mm;
793         void *private;
794 };
795
796 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
797                 struct mm_walk *walk);
798 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
799                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
800 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
801                         struct vm_area_struct *vma);
802 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
803                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
804 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
805         unsigned long *pfn);
806 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
807                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
808 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
809                         void *buf, int len, int write);
810
811 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
812                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
813 {
814         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
815 }
816
817 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
818 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
819 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
820
821 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
822 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
823
824 int invalidate_inode_page(struct page *page);
825
826 #ifdef CONFIG_MMU
827 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
828                         unsigned long address, unsigned int flags);
829 #else
830 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
831                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
832                         unsigned int flags)
833 {
834         /* should never happen if there's no MMU */
835         BUG();
836         return VM_FAULT_SIGBUS;
837 }
838 #endif
839
840 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
841 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
842
843 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
844                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
845                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
846 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
847                         struct page **pages);
848 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
849
850 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
851 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
852
853 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
854 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
855 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
856                                 struct page *page);
857 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
858 int set_page_dirty(struct page *page);
859 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
860 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
861
862 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
863                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
864                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
865 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
866                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
867                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
868 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
869                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
870                           unsigned long end, unsigned long newflags);
871
872 /*
873  * doesn't attempt to fault and will return short.
874  */
875 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
876                           struct page **pages);
877 /*
878  * per-process(per-mm_struct) statistics.
879  */
880 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
881 /*
882  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
883  * so must be incremented atomically.
884  */
885 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
886 {
887         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
888 }
889
890 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
891
892 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
893 {
894         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
895 }
896
897 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
898 {
899         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
900 }
901
902 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
903 {
904         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
905 }
906
907 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
908 /*
909  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
910  * so can be incremented directly.
911  */
912 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
913 {
914         mm->rss_stat.count[member] = value;
915 }
916
917 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
918 {
919         return mm->rss_stat.count[member];
920 }
921
922 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
923 {
924         mm->rss_stat.count[member] += value;
925 }
926
927 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
928 {
929         mm->rss_stat.count[member]++;
930 }
931
932 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
933 {
934         mm->rss_stat.count[member]--;
935 }
936
937 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
938
939 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
940 {
941         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
942                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
943 }
944
945 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
946 {
947         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
948 }
949
950 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
951 {
952         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
953 }
954
955 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
956 {
957         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
958
959         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
960                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
961 }
962
963 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
964 {
965         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
966                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
967 }
968
969 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
970                                          struct mm_struct *mm)
971 {
972         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
973
974         if (*maxrss < hiwater_rss)
975                 *maxrss = hiwater_rss;
976 }
977
978 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
979 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
980 #else
981 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
982 {
983 }
984 #endif
985
986 /*
987  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
988  *
989  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
990  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
991  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
992  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
993  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
994  *
995  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
996  * fulfil.
997  *
998  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
999  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1000  */
1001 struct shrinker {
1002         int (*shrink)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1003         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1004
1005         /* These are for internal use */
1006         struct list_head list;
1007         long nr;        /* objs pending delete */
1008 };
1009 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1010 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1011 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1012
1013 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1014
1015 extern pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl);
1016
1017 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1018 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1019                                                 unsigned long address)
1020 {
1021         return 0;
1022 }
1023 #else
1024 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1025 #endif
1026
1027 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1028 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1029                                                 unsigned long address)
1030 {
1031         return 0;
1032 }
1033 #else
1034 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1035 #endif
1036
1037 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1038 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1039
1040 /*
1041  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1042  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1043  */
1044 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1045 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1046 {
1047         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1048                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1049 }
1050
1051 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1052 {
1053         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1054                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1055 }
1056 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1057
1058 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1059 /*
1060  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1061  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1062  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1063  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1064  */
1065 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1066 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1067         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1068 } while (0)
1069 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1070 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1071 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1072 /*
1073  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1074  */
1075 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1076 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1077 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1078 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1079
1080 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1081 {
1082         pte_lock_init(page);
1083         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1084 }
1085
1086 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1087 {
1088         pte_lock_deinit(page);
1089         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1090 }
1091
1092 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1093 ({                                                      \
1094         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1095         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1096         *(ptlp) = __ptl;                                \
1097         spin_lock(__ptl);                               \
1098         __pte;                                          \
1099 })
1100
1101 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1102         spin_unlock(ptl);                               \
1103         pte_unmap(pte);                                 \
1104 } while (0)
1105
1106 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1107         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
1108                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1109
1110 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1111         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
1112                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1113
1114 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1115         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1116                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1117
1118 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1119 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1120                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1121 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1122 /*
1123  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1124  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1125  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1126  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1127  * free_area_init_node()
1128  *
1129  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1130  * physical memory with add_active_range() before calling
1131  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1132  * usage, an architecture is expected to do something like
1133  *
1134  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1135  *                                                       max_highmem_pfn};
1136  * for_each_valid_physical_page_range()
1137  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1138  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1139  *
1140  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1141  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1142  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1143  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1144  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1145  *
1146  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1147  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1148  */
1149 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1150 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1151                                         unsigned long end_pfn);
1152 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1153                                         unsigned long end_pfn);
1154 extern void remove_all_active_ranges(void);
1155 void sort_node_map(void);
1156 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1157                                                 unsigned long end_pfn);
1158 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1159                                                 unsigned long end_pfn);
1160 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1161                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1162 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1163 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1164                                                 unsigned long max_low_pfn);
1165 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1166                                    int nr_range, int nid);
1167 void *__alloc_memory_core_early(int nodeid, u64 size, u64 align,
1168                                  u64 goal, u64 limit);
1169 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1170 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1171 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1172 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1173
1174 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1175     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1176 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1177 {
1178         return 0;
1179 }
1180 #else
1181 /* please see mm/page_alloc.c */
1182 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1183 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1184 /* there is a per-arch backend function. */
1185 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1186 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1187 #endif
1188
1189 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1190 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1191                                 unsigned long, enum memmap_context);
1192 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1193 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1194 extern void mem_init(void);
1195 extern void __init mmap_init(void);
1196 extern void show_mem(void);
1197 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1198 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1199 extern int after_bootmem;
1200
1201 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1202
1203 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1204
1205 /* nommu.c */
1206 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1207 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1208
1209 /* prio_tree.c */
1210 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1211 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1212 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1213 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1214         struct prio_tree_iter *iter);
1215
1216 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1217         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1218                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1219
1220 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1221                                         struct list_head *list)
1222 {
1223         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1224         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1225 }
1226
1227 /* mmap.c */
1228 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1229 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1230         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1231 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1232         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1233         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1234         struct mempolicy *);
1235 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1236 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1237         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1238 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1239 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1240         struct rb_node **, struct rb_node *);
1241 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1242 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1243         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1244 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1245
1246 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1247 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1248
1249 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1250 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1251 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1252 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1253 #else
1254 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1255 {}
1256
1257 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1258 {}
1259 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1260
1261 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1262 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1263                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1264                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1265
1266 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1267
1268 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1269         unsigned long len, unsigned long prot,
1270         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1271 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1272         unsigned long len, unsigned long flags,
1273         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1274
1275 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1276         unsigned long len, unsigned long prot,
1277         unsigned long flag, unsigned long offset)
1278 {
1279         unsigned long ret = -EINVAL;
1280         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1281                 goto out;
1282         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1283                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1284 out:
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1289
1290 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1291
1292 /* filemap.c */
1293 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1294 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1295 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1296                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1297
1298 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1299 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1300
1301 /* mm/page-writeback.c */
1302 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1303 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1304
1305 /* readahead.c */
1306 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1307 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1308
1309 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1310                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1311
1312 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1313                                struct file_ra_state *ra,
1314                                struct file *filp,
1315                                pgoff_t offset,
1316                                unsigned long size);
1317
1318 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1319                                 struct file_ra_state *ra,
1320                                 struct file *filp,
1321                                 struct page *pg,
1322                                 pgoff_t offset,
1323                                 unsigned long size);
1324
1325 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1326 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1327                         struct address_space *mapping,
1328                         struct file *filp);
1329
1330 /* Do stack extension */
1331 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1332 #ifdef CONFIG_IA64
1333 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1334 #endif
1335 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1336                                   unsigned long address);
1337
1338 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1339 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1340 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1341                                              struct vm_area_struct **pprev);
1342
1343 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1344    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1345 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1346 {
1347         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1348
1349         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1350                 vma = NULL;
1351         return vma;
1352 }
1353
1354 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1355 {
1356         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1357 }
1358
1359 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1360 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1361 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1362                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1363 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1364 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1365                         unsigned long pfn);
1366 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1367                         unsigned long pfn);
1368
1369 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1370                         unsigned int foll_flags);
1371 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1372 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1373 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1374 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1375 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1376
1377 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1378                         void *data);
1379 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1380                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1381
1382 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1383 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1384 #else
1385 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1386                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1387 {
1388 }
1389 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1390
1391 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1392 extern int debug_pagealloc_enabled;
1393
1394 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1395
1396 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1397 {
1398         debug_pagealloc_enabled = 1;
1399 }
1400 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1401 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1402 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1403 #else
1404 static inline void
1405 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1406 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1407 {
1408 }
1409 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1410 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1411 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1412 #endif
1413
1414 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1415 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1416 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1417 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1418 #else
1419 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1420 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1421 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1422
1423 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1424                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1425 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1426                         unsigned long lru_pages);
1427
1428 #ifndef CONFIG_MMU
1429 #define randomize_va_space 0
1430 #else
1431 extern int randomize_va_space;
1432 #endif
1433
1434 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1435 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1436
1437 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1438                                    unsigned long pnum_begin,
1439                                    unsigned long pnum_end,
1440                                    unsigned long map_count,
1441                                    int nodeid);
1442
1443 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1444 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1445 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1446 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1447 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1448 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1449 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1450 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1451 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1452                                                 unsigned long pages, int node);
1453 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1454 void vmemmap_populate_print_last(void);
1455
1456
1457 enum mf_flags {
1458         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1459 };
1460 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1461 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1462 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1463 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1464 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1465 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1466 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1467 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1468
1469 extern void dump_page(struct page *page);
1470
1471 #endif /* __KERNEL__ */
1472 #endif /* _LINUX_MM_H */