thp: compound_lock
[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 #include <linux/bit_spinlock.h>
18
19 struct mempolicy;
20 struct anon_vma;
21 struct file_ra_state;
22 struct user_struct;
23 struct writeback_control;
24
25 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
26 extern unsigned long max_mapnr;
27 #endif
28
29 extern unsigned long num_physpages;
30 extern unsigned long totalram_pages;
31 extern void * high_memory;
32 extern int page_cluster;
33
34 #ifdef CONFIG_SYSCTL
35 extern int sysctl_legacy_va_layout;
36 #else
37 #define sysctl_legacy_va_layout 0
38 #endif
39
40 #include <asm/page.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/processor.h>
43
44 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
45
46 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
47 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
48
49 /*
50  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
51  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
52  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
53  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
54  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
55  * mmap() functions).
56  */
57
58 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
59
60 #ifndef CONFIG_MMU
61 extern struct rb_root nommu_region_tree;
62 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
63
64 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
65 #endif
66
67 /*
68  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
69  */
70 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
71 #define VM_WRITE        0x00000002
72 #define VM_EXEC         0x00000004
73 #define VM_SHARED       0x00000008
74
75 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
76 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
77 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
78 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
79 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
80
81 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
82 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
83 #define VM_GROWSUP      0x00000200
84 #else
85 #define VM_GROWSUP      0x00000000
86 #endif
87 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
88 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
89
90 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
91 #define VM_LOCKED       0x00002000
92 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
93
94                                         /* Used by sys_madvise() */
95 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
96 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
97
98 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
99 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
100 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
101 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
102 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
103 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
104 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
105 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
106 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
107 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
108
109 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
110 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
111 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
112 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
113 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
114
115 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
116 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
117
118 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
119 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
120 #endif
121
122 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
123 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
124 #else
125 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
126 #endif
127
128 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
129 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
130 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
131 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
132 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
133
134 /*
135  * special vmas that are non-mergable, non-mlock()able
136  */
137 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
138
139 /*
140  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
141  * low four bits) to a page protection mask..
142  */
143 extern pgprot_t protection_map[16];
144
145 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
146 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
147 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
148 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
149
150 /*
151  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
152  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
153  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
154  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
155  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
156  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
157  */
158 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
159 {
160         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
161 }
162
163 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
164 {
165         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
166 }
167
168 /*
169  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
170  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
171  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
172  *
173  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
174  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
175  * mapping support.
176  */
177 struct vm_fault {
178         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
179         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
180         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
181
182         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
183                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
184                                          * is set (which is also implied by
185                                          * VM_FAULT_ERROR).
186                                          */
187 };
188
189 /*
190  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
191  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
192  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
193  */
194 struct vm_operations_struct {
195         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
196         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
197         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
198
199         /* notification that a previously read-only page is about to become
200          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
201         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
202
203         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
204          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
205          */
206         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
207                       void *buf, int len, int write);
208 #ifdef CONFIG_NUMA
209         /*
210          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
211          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
212          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
213          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
214          * mempolicy.
215          */
216         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
217
218         /*
219          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
220          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
221          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
222          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
223          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
224          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
225          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
226          * policy.
227          */
228         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
229                                         unsigned long addr);
230         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
231                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
232 #endif
233 };
234
235 struct mmu_gather;
236 struct inode;
237
238 #define page_private(page)              ((page)->private)
239 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
240
241 /*
242  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
243  * files which need it (119 of them)
244  */
245 #include <linux/page-flags.h>
246
247 /*
248  * Methods to modify the page usage count.
249  *
250  * What counts for a page usage:
251  * - cache mapping   (page->mapping)
252  * - private data    (page->private)
253  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
254  *   is counted separately
255  *
256  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
257  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
258  */
259
260 /*
261  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
262  */
263 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
264 {
265         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
266         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
267 }
268
269 /*
270  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
271  * that is the case.
272  */
273 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
274 {
275         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
276 }
277
278 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
279
280 /* Support for virtually mapped pages */
281 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
282 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
283
284 /*
285  * Determine if an address is within the vmalloc range
286  *
287  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
288  * is no special casing required.
289  */
290 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
291 {
292 #ifdef CONFIG_MMU
293         unsigned long addr = (unsigned long)x;
294
295         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
296 #else
297         return 0;
298 #endif
299 }
300 #ifdef CONFIG_MMU
301 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
302 #else
303 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
304 {
305         return 0;
306 }
307 #endif
308
309 static inline void compound_lock(struct page *page)
310 {
311 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
312         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
313 #endif
314 }
315
316 static inline void compound_unlock(struct page *page)
317 {
318 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
319         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
320 #endif
321 }
322
323 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
324 {
325         unsigned long uninitialized_var(flags);
326 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
327         local_irq_save(flags);
328         compound_lock(page);
329 #endif
330         return flags;
331 }
332
333 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
334                                               unsigned long flags)
335 {
336 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
337         compound_unlock(page);
338         local_irq_restore(flags);
339 #endif
340 }
341
342 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
343 {
344         if (unlikely(PageTail(page)))
345                 return page->first_page;
346         return page;
347 }
348
349 static inline int page_count(struct page *page)
350 {
351         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
352 }
353
354 static inline void get_page(struct page *page)
355 {
356         page = compound_head(page);
357         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
358         atomic_inc(&page->_count);
359 }
360
361 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
362 {
363         struct page *page = virt_to_page(x);
364         return compound_head(page);
365 }
366
367 /*
368  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
369  * the first time (boot or memory hotplug)
370  */
371 static inline void init_page_count(struct page *page)
372 {
373         atomic_set(&page->_count, 1);
374 }
375
376 void put_page(struct page *page);
377 void put_pages_list(struct list_head *pages);
378
379 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
380 int split_free_page(struct page *page);
381
382 /*
383  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
384  * prototype for that function and accessor functions.
385  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
386  */
387 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
388
389 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
390                                                 compound_page_dtor *dtor)
391 {
392         page[1].lru.next = (void *)dtor;
393 }
394
395 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
396 {
397         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
398 }
399
400 static inline int compound_order(struct page *page)
401 {
402         if (!PageHead(page))
403                 return 0;
404         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
405 }
406
407 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
408 {
409         page[1].lru.prev = (void *)order;
410 }
411
412 /*
413  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
414  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
415  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
416  * only one copy in memory, at most, normally.
417  *
418  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
419  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
420  *   freelist management in the buddy allocator.
421  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
422  *
423  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
424  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
425  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
426  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
427  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
428  *
429  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
430  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
431  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
432  * and page->virtual store page management information, but all other fields
433  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
434  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
435  * subsequently been given references to it.
436  *
437  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
438  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
439  * The following discussion applies only to them.
440  *
441  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
442  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
443  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
444  * into the filesystem to release these pages.
445  *
446  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
447  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
448  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
449  *
450  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
451  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
452  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
453  *
454  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
455  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
456  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
457  *
458  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
459  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
460  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
461  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
462  *
463  * All pagecache pages may be subject to I/O:
464  * - inode pages may need to be read from disk,
465  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
466  *   to be written back to the inode on disk,
467  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
468  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
469  *   back into memory.
470  */
471
472 /*
473  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
474  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
475  */
476
477
478 /*
479  * page->flags layout:
480  *
481  * There are three possibilities for how page->flags get
482  * laid out.  The first is for the normal case, without
483  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
484  * plenty of space for node and section.  The last is when
485  * we have run out of space and have to fall back to an
486  * alternate (slower) way of determining the node.
487  *
488  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
489  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
490  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
491  */
492 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
493 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
494 #else
495 #define SECTIONS_WIDTH          0
496 #endif
497
498 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
499
500 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
501 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
502 #else
503 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
504 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
505 #endif
506 #define NODES_WIDTH             0
507 #endif
508
509 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
510 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
511 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
512 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
513
514 /*
515  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
516  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
517  */
518 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
519 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
520 #endif
521
522 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
523 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
524 #endif
525
526 /*
527  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
528  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
529  * the compiler will optimise away reference to them.
530  */
531 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
532 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
533 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
534
535 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
536 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
537 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
538 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
539                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
540 #else
541 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
542 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
543                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
544 #endif
545
546 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
547
548 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
549 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
550 #endif
551
552 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
553 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
554 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
555 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
556
557 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
558 {
559         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
560 }
561
562 /*
563  * The identification function is only used by the buddy allocator for
564  * determining if two pages could be buddies. We are not really
565  * identifying a zone since we could be using a the section number
566  * id if we have not node id available in page flags.
567  * We guarantee only that it will return the same value for two
568  * combinable pages in a zone.
569  */
570 static inline int page_zone_id(struct page *page)
571 {
572         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
573 }
574
575 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
576 {
577 #ifdef CONFIG_NUMA
578         return zone->node;
579 #else
580         return 0;
581 #endif
582 }
583
584 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
585 extern int page_to_nid(struct page *page);
586 #else
587 static inline int page_to_nid(struct page *page)
588 {
589         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
590 }
591 #endif
592
593 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
594 {
595         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
596 }
597
598 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
599 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
600 {
601         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
602 }
603 #endif
604
605 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
606 {
607         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
608         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
609 }
610
611 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
612 {
613         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
614         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
615 }
616
617 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
618 {
619         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
620         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
621 }
622
623 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
624         unsigned long node, unsigned long pfn)
625 {
626         set_page_zone(page, zone);
627         set_page_node(page, node);
628         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
629 }
630
631 /*
632  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
633  */
634 #include <linux/vmstat.h>
635
636 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
637 {
638         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
639 }
640
641 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
642 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
643 #endif
644
645 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
646 #define page_address(page) ((page)->virtual)
647 #define set_page_address(page, address)                 \
648         do {                                            \
649                 (page)->virtual = (address);            \
650         } while(0)
651 #define page_address_init()  do { } while(0)
652 #endif
653
654 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
655 void *page_address(struct page *page);
656 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
657 void page_address_init(void);
658 #endif
659
660 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
661 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
662 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
663 #define page_address_init()  do { } while(0)
664 #endif
665
666 /*
667  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
668  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
669  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
670  *
671  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
672  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
673  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
674  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
675  *
676  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
677  *
678  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
679  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
680  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
681  */
682 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
683 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
684 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
685
686 extern struct address_space swapper_space;
687 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
688 {
689         struct address_space *mapping = page->mapping;
690
691         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
692         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
693                 mapping = &swapper_space;
694         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
695                 mapping = NULL;
696         return mapping;
697 }
698
699 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
700 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
701 {
702         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
703 }
704
705 static inline int PageAnon(struct page *page)
706 {
707         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
708 }
709
710 /*
711  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
712  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
713  */
714 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
715 {
716         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
717                 return page_private(page);
718         return page->index;
719 }
720
721 /*
722  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
723  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
724  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
725  */
726 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
727 {
728         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
729 }
730
731 static inline int page_mapcount(struct page *page)
732 {
733         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
734 }
735
736 /*
737  * Return true if this page is mapped into pagetables.
738  */
739 static inline int page_mapped(struct page *page)
740 {
741         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
742 }
743
744 /*
745  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
746  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
747  * just gets major/minor fault counters bumped up.
748  */
749
750 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
751
752 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
753 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
754 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
755 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
756 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
757 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
758
759 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
760 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
761 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
762
763 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
764
765 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
766                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
767
768 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
769 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
770 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
771
772 /*
773  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
774  */
775 extern void pagefault_out_of_memory(void);
776
777 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
778
779 extern void show_free_areas(void);
780
781 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
782 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
783 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
784
785 #ifndef CONFIG_MMU
786 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
787                                              unsigned long addr,
788                                              unsigned long len,
789                                              unsigned long pgoff,
790                                              unsigned long flags);
791 #endif
792
793 extern int can_do_mlock(void);
794 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
795 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
796
797 /*
798  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
799  */
800 struct zap_details {
801         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
802         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
803         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
804         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
805         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
806         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
807 };
808
809 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
810                 pte_t pte);
811
812 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
813                 unsigned long size);
814 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
815                 unsigned long size, struct zap_details *);
816 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
817                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
818                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
819                 struct zap_details *);
820
821 /**
822  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
823  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
824  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
825  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
826  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
827  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
828  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
829  *
830  * (see walk_page_range for more details)
831  */
832 struct mm_walk {
833         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
834         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
835         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
836         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
837         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
838         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
839                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
840         struct mm_struct *mm;
841         void *private;
842 };
843
844 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
845                 struct mm_walk *walk);
846 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
847                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
848 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
849                         struct vm_area_struct *vma);
850 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
851                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
852 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
853         unsigned long *pfn);
854 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
855                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
856 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
857                         void *buf, int len, int write);
858
859 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
860                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
861 {
862         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
863 }
864
865 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
866 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
867 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
868 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
869
870 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
871 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
872
873 int invalidate_inode_page(struct page *page);
874
875 #ifdef CONFIG_MMU
876 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
877                         unsigned long address, unsigned int flags);
878 #else
879 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
880                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
881                         unsigned int flags)
882 {
883         /* should never happen if there's no MMU */
884         BUG();
885         return VM_FAULT_SIGBUS;
886 }
887 #endif
888
889 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
890 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
891
892 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
893                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
894                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
895 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
896                         struct page **pages);
897 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
898
899 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
900 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
901
902 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
903 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
904 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
905                                 struct page *page);
906 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
907 void account_page_writeback(struct page *page);
908 int set_page_dirty(struct page *page);
909 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
910 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
911
912 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
913 static inline int vma_stack_continue(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
914 {
915         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
916 }
917
918 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
919                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
920                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
921 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
922                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
923                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
924 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
925                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
926                           unsigned long end, unsigned long newflags);
927
928 /*
929  * doesn't attempt to fault and will return short.
930  */
931 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
932                           struct page **pages);
933 /*
934  * per-process(per-mm_struct) statistics.
935  */
936 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
937 /*
938  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
939  * so must be incremented atomically.
940  */
941 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
942 {
943         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
944 }
945
946 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
947
948 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
949 {
950         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
951 }
952
953 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
954 {
955         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
956 }
957
958 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
959 {
960         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
961 }
962
963 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
964 /*
965  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
966  * so can be incremented directly.
967  */
968 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
969 {
970         mm->rss_stat.count[member] = value;
971 }
972
973 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
974 {
975         return mm->rss_stat.count[member];
976 }
977
978 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
979 {
980         mm->rss_stat.count[member] += value;
981 }
982
983 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
984 {
985         mm->rss_stat.count[member]++;
986 }
987
988 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
989 {
990         mm->rss_stat.count[member]--;
991 }
992
993 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
994
995 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
996 {
997         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
998                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
999 }
1000
1001 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1002 {
1003         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1004 }
1005
1006 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1007 {
1008         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1009 }
1010
1011 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1012 {
1013         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1014
1015         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1016                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1017 }
1018
1019 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1022                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1023 }
1024
1025 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1026                                          struct mm_struct *mm)
1027 {
1028         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1029
1030         if (*maxrss < hiwater_rss)
1031                 *maxrss = hiwater_rss;
1032 }
1033
1034 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1035 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1036 #else
1037 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1038 {
1039 }
1040 #endif
1041
1042 /*
1043  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
1044  *
1045  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
1046  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
1047  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
1048  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
1049  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
1050  *
1051  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
1052  * fulfil.
1053  *
1054  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
1055  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1056  */
1057 struct shrinker {
1058         int (*shrink)(struct shrinker *, int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1059         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1060
1061         /* These are for internal use */
1062         struct list_head list;
1063         long nr;        /* objs pending delete */
1064 };
1065 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1066 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1067 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1068
1069 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1070
1071 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1072                                spinlock_t **ptl);
1073 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1074                                     spinlock_t **ptl)
1075 {
1076         pte_t *ptep;
1077         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1078         return ptep;
1079 }
1080
1081 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1082 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1083                                                 unsigned long address)
1084 {
1085         return 0;
1086 }
1087 #else
1088 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1089 #endif
1090
1091 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1092 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1093                                                 unsigned long address)
1094 {
1095         return 0;
1096 }
1097 #else
1098 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1099 #endif
1100
1101 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
1102 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1103
1104 /*
1105  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1106  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1107  */
1108 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1109 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1110 {
1111         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1112                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1113 }
1114
1115 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1116 {
1117         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1118                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1119 }
1120 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1121
1122 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1123 /*
1124  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1125  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1126  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1127  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1128  */
1129 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1130 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1131         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1132 } while (0)
1133 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1134 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1135 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1136 /*
1137  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1138  */
1139 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1140 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1141 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1142 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1143
1144 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1145 {
1146         pte_lock_init(page);
1147         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1148 }
1149
1150 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1151 {
1152         pte_lock_deinit(page);
1153         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1154 }
1155
1156 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1157 ({                                                      \
1158         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1159         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1160         *(ptlp) = __ptl;                                \
1161         spin_lock(__ptl);                               \
1162         __pte;                                          \
1163 })
1164
1165 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1166         spin_unlock(ptl);                               \
1167         pte_unmap(pte);                                 \
1168 } while (0)
1169
1170 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
1171         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
1172                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1173
1174 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1175         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
1176                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1177
1178 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1179         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1180                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1181
1182 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1183 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1184                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1185 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1186 /*
1187  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1188  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1189  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1190  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1191  * free_area_init_node()
1192  *
1193  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1194  * physical memory with add_active_range() before calling
1195  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1196  * usage, an architecture is expected to do something like
1197  *
1198  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1199  *                                                       max_highmem_pfn};
1200  * for_each_valid_physical_page_range()
1201  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1202  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1203  *
1204  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1205  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1206  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1207  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1208  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1209  *
1210  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1211  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1212  */
1213 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1214 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1215                                         unsigned long end_pfn);
1216 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1217                                         unsigned long end_pfn);
1218 extern void remove_all_active_ranges(void);
1219 void sort_node_map(void);
1220 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1221                                                 unsigned long end_pfn);
1222 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1223                                                 unsigned long end_pfn);
1224 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1225                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1226 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1227 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1228                                                 unsigned long max_low_pfn);
1229 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1230                                    int nr_range, int nid);
1231 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1232                                         u64 goal, u64 limit);
1233 void *__alloc_memory_core_early(int nodeid, u64 size, u64 align,
1234                                  u64 goal, u64 limit);
1235 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1236 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1237 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1238 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1239
1240 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1241     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1242 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1243 {
1244         return 0;
1245 }
1246 #else
1247 /* please see mm/page_alloc.c */
1248 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1249 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1250 /* there is a per-arch backend function. */
1251 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1252 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1253 #endif
1254
1255 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1256 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1257                                 unsigned long, enum memmap_context);
1258 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1259 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1260 extern void mem_init(void);
1261 extern void __init mmap_init(void);
1262 extern void show_mem(void);
1263 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1264 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1265 extern int after_bootmem;
1266
1267 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1268
1269 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1270
1271 /* nommu.c */
1272 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1273 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1274
1275 /* prio_tree.c */
1276 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1277 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1278 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1279 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1280         struct prio_tree_iter *iter);
1281
1282 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1283         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1284                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1285
1286 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1287                                         struct list_head *list)
1288 {
1289         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1290         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1291 }
1292
1293 /* mmap.c */
1294 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1295 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1296         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1297 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1298         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1299         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1300         struct mempolicy *);
1301 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1302 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1303         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1304 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1305 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1306         struct rb_node **, struct rb_node *);
1307 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1308 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1309         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1310 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1311
1312 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1313 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1314
1315 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1316 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1317 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1318 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1319 #else
1320 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1321 {}
1322
1323 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1324 {}
1325 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1326
1327 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1328 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1329                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1330                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1331
1332 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1333
1334 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1335         unsigned long len, unsigned long prot,
1336         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1337 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1338         unsigned long len, unsigned long flags,
1339         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1340
1341 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1342         unsigned long len, unsigned long prot,
1343         unsigned long flag, unsigned long offset)
1344 {
1345         unsigned long ret = -EINVAL;
1346         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1347                 goto out;
1348         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1349                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1350 out:
1351         return ret;
1352 }
1353
1354 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1355
1356 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1357
1358 /* filemap.c */
1359 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1360 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1361 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1362                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1363
1364 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1365 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1366
1367 /* mm/page-writeback.c */
1368 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1369 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1370
1371 /* readahead.c */
1372 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1373 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1374
1375 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1376                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1377
1378 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1379                                struct file_ra_state *ra,
1380                                struct file *filp,
1381                                pgoff_t offset,
1382                                unsigned long size);
1383
1384 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1385                                 struct file_ra_state *ra,
1386                                 struct file *filp,
1387                                 struct page *pg,
1388                                 pgoff_t offset,
1389                                 unsigned long size);
1390
1391 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1392 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1393                         struct address_space *mapping,
1394                         struct file *filp);
1395
1396 /* Do stack extension */
1397 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1398 #if VM_GROWSUP
1399 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1400 #else
1401   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1402 #endif
1403 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1404                                   unsigned long address);
1405
1406 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1407 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1408 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1409                                              struct vm_area_struct **pprev);
1410
1411 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1412    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1413 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1414 {
1415         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1416
1417         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1418                 vma = NULL;
1419         return vma;
1420 }
1421
1422 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1423 {
1424         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1425 }
1426
1427 #ifdef CONFIG_MMU
1428 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1429 #else
1430 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1431 {
1432         return __pgprot(0);
1433 }
1434 #endif
1435
1436 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1437 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1438                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1439 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1440 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1441                         unsigned long pfn);
1442 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1443                         unsigned long pfn);
1444
1445 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1446                         unsigned int foll_flags);
1447 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1448 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1449 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1450 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1451 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1452 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1453
1454 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1455                         void *data);
1456 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1457                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1458
1459 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1460 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1461 #else
1462 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1463                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1464 {
1465 }
1466 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1467
1468 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1469 extern int debug_pagealloc_enabled;
1470
1471 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1472
1473 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1474 {
1475         debug_pagealloc_enabled = 1;
1476 }
1477 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1478 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1479 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1480 #else
1481 static inline void
1482 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1483 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1484 {
1485 }
1486 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1487 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1488 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1489 #endif
1490
1491 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1492 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1493 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1494 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1495 #else
1496 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1497 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1498 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1499
1500 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1501                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1502 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1503                         unsigned long lru_pages);
1504
1505 #ifndef CONFIG_MMU
1506 #define randomize_va_space 0
1507 #else
1508 extern int randomize_va_space;
1509 #endif
1510
1511 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1512 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1513
1514 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1515                                    unsigned long pnum_begin,
1516                                    unsigned long pnum_end,
1517                                    unsigned long map_count,
1518                                    int nodeid);
1519
1520 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1521 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1522 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1523 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1524 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1525 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1526 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1527 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1528 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1529                                                 unsigned long pages, int node);
1530 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1531 void vmemmap_populate_print_last(void);
1532
1533
1534 enum mf_flags {
1535         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1536 };
1537 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1538 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1539 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1540 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1541 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1542 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1543 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1544 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1545 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1546 int is_hwpoison_address(unsigned long addr);
1547 #else
1548 static inline int is_hwpoison_address(unsigned long addr)
1549 {
1550         return 0;
1551 }
1552 #endif
1553
1554 extern void dump_page(struct page *page);
1555
1556 #endif /* __KERNEL__ */
1557 #endif /* _LINUX_MM_H */