[PATCH] madvise(MADV_REMOVE): remove pages from tmpfs shm backing store
[linux-2.6.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/sched.h>
5 #include <linux/errno.h>
6
7 #ifdef __KERNEL__
8
9 #include <linux/config.h>
10 #include <linux/gfp.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.h>
14 #include <linux/prio_tree.h>
15 #include <linux/fs.h>
16
17 struct mempolicy;
18 struct anon_vma;
19
20 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
21 extern unsigned long max_mapnr;
22 #endif
23
24 extern unsigned long num_physpages;
25 extern void * high_memory;
26 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
27 extern int page_cluster;
28
29 #ifdef CONFIG_SYSCTL
30 extern int sysctl_legacy_va_layout;
31 #else
32 #define sysctl_legacy_va_layout 0
33 #endif
34
35 #include <asm/page.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <asm/processor.h>
38 #include <asm/atomic.h>
39
40 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
41
42 /*
43  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
44  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
45  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
46  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
47  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
48  * mmap() functions).
49  */
50
51 /*
52  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
53  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
54  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
55  * library, the executable area etc).
56  */
57 struct vm_area_struct {
58         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
59         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
60         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
61                                            within vm_mm. */
62
63         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
64         struct vm_area_struct *vm_next;
65
66         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
67         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
68
69         struct rb_node vm_rb;
70
71         /*
72          * For areas with an address space and backing store,
73          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
74          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
75          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
76          */
77         union {
78                 struct {
79                         struct list_head list;
80                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
81                         struct vm_area_struct *head;
82                 } vm_set;
83
84                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
85         } shared;
86
87         /*
88          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
89          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
90          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
91          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
92          */
93         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
94         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
95
96         /* Function pointers to deal with this struct. */
97         struct vm_operations_struct * vm_ops;
98
99         /* Information about our backing store: */
100         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
101                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
102         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
103         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
104         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
105
106 #ifndef CONFIG_MMU
107         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
108 #endif
109 #ifdef CONFIG_NUMA
110         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
111 #endif
112 };
113
114 /*
115  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
116  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
117  * system, and mm's subscribe to these individually
118  */
119 struct vm_list_struct {
120         struct vm_list_struct   *next;
121         struct vm_area_struct   *vma;
122 };
123
124 #ifndef CONFIG_MMU
125 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
126 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
127
128 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
129 #endif
130
131 /*
132  * vm_flags..
133  */
134 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
135 #define VM_WRITE        0x00000002
136 #define VM_EXEC         0x00000004
137 #define VM_SHARED       0x00000008
138
139 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
140 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
141 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
142 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
143 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
144
145 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
146 #define VM_GROWSUP      0x00000200
147 #define VM_SHM          0x00000000      /* Means nothing: delete it later */
148 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
149 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
150
151 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
152 #define VM_LOCKED       0x00002000
153 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
154
155                                         /* Used by sys_madvise() */
156 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
157 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
158
159 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
160 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
161 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
162 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
163 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
164 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
165 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
166 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
167
168 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
169 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
170 #endif
171
172 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
173 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
174 #else
175 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
176 #endif
177
178 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
179 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
180 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
181 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
182 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
183
184 /*
185  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
186  * low four bits) to a page protection mask..
187  */
188 extern pgprot_t protection_map[16];
189
190
191 /*
192  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
193  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
194  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
195  */
196 struct vm_operations_struct {
197         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
198         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
199         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
200         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
201 #ifdef CONFIG_NUMA
202         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
203         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
204                                         unsigned long addr);
205 #endif
206 };
207
208 struct mmu_gather;
209 struct inode;
210
211 /*
212  * Each physical page in the system has a struct page associated with
213  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
214  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
215  * a page.
216  */
217 struct page {
218         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
219                                          * updated asynchronously */
220         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
221         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
222                                          * to show when page is mapped
223                                          * & limit reverse map searches.
224                                          */
225         union {
226                 unsigned long private;  /* Mapping-private opaque data:
227                                          * usually used for buffer_heads
228                                          * if PagePrivate set; used for
229                                          * swp_entry_t if PageSwapCache
230                                          * When page is free, this indicates
231                                          * order in the buddy system.
232                                          */
233 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
234                 spinlock_t ptl;
235 #endif
236         } u;
237         struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
238                                          * inode address_space, or NULL.
239                                          * If page mapped as anonymous
240                                          * memory, low bit is set, and
241                                          * it points to anon_vma object:
242                                          * see PAGE_MAPPING_ANON below.
243                                          */
244         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
245         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
246                                          * protected by zone->lru_lock !
247                                          */
248         /*
249          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
250          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
251          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
252          * dynamically, so we need a place to store that address.
253          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
254          *
255          * Architectures with slow multiplication can define
256          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
257          */
258 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
259         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
260                                            not kmapped, ie. highmem) */
261 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
262 };
263
264 #define page_private(page)              ((page)->u.private)
265 #define set_page_private(page, v)       ((page)->u.private = (v))
266
267 /*
268  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
269  * files which need it (119 of them)
270  */
271 #include <linux/page-flags.h>
272
273 /*
274  * Methods to modify the page usage count.
275  *
276  * What counts for a page usage:
277  * - cache mapping   (page->mapping)
278  * - private data    (page->private)
279  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
280  *   is counted separately
281  *
282  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
283  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
284  *
285  * Since 2.6.6 (approx), a free page has ->_count = -1.  This is so that we
286  * can use atomic_add_negative(-1, page->_count) to detect when the page
287  * becomes free and so that we can also use atomic_inc_and_test to atomically
288  * detect when we just tried to grab a ref on a page which some other CPU has
289  * already deemed to be freeable.
290  *
291  * NO code should make assumptions about this internal detail!  Use the provided
292  * macros which retain the old rules: page_count(page) == 0 is a free page.
293  */
294
295 /*
296  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
297  * no users)
298  */
299 #define put_page_testzero(p)                            \
300         ({                                              \
301                 BUG_ON(page_count(p) == 0);             \
302                 atomic_add_negative(-1, &(p)->_count);  \
303         })
304
305 /*
306  * Grab a ref, return true if the page previously had a logical refcount of
307  * zero.  ie: returns true if we just grabbed an already-deemed-to-be-free page
308  */
309 #define get_page_testone(p)     atomic_inc_and_test(&(p)->_count)
310
311 #define set_page_count(p,v)     atomic_set(&(p)->_count, v - 1)
312 #define __put_page(p)           atomic_dec(&(p)->_count)
313
314 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
315
316 static inline int page_count(struct page *page)
317 {
318         if (PageCompound(page))
319                 page = (struct page *)page_private(page);
320         return atomic_read(&page->_count) + 1;
321 }
322
323 static inline void get_page(struct page *page)
324 {
325         if (unlikely(PageCompound(page)))
326                 page = (struct page *)page_private(page);
327         atomic_inc(&page->_count);
328 }
329
330 void put_page(struct page *page);
331
332 /*
333  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
334  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
335  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
336  * only one copy in memory, at most, normally.
337  *
338  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
339  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
340  *   freelist management in the buddy allocator.
341  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
342  *   (e.g. a private data page of one process).
343  *
344  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
345  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
346  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
347  * management of this page is the responsibility of the one who uses
348  * it.
349  *
350  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
351  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
352  * The following discussion applies only to them.
353  *
354  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
355  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
356  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
357  *
358  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
359  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
360  * list of the page's disk buffers.
361  *
362  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
363  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
364  * the page cache itself.
365  *
366  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
367  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
368  *
369  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
370  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
371  *
372  * All process pages can do I/O:
373  * - inode pages may need to be read from disk,
374  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
375  *   to be written to disk,
376  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
377  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
378  */
379
380 /*
381  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
382  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
383  */
384
385
386 /*
387  * page->flags layout:
388  *
389  * There are three possibilities for how page->flags get
390  * laid out.  The first is for the normal case, without
391  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
392  * plenty of space for node and section.  The last is when
393  * we have run out of space and have to fall back to an
394  * alternate (slower) way of determining the node.
395  *
396  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
397  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
398  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
399  */
400 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
401 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
402 #else
403 #define SECTIONS_WIDTH          0
404 #endif
405
406 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
407
408 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
409 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
410 #else
411 #define NODES_WIDTH             0
412 #endif
413
414 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
415 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
416 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
417 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
418
419 /*
420  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
421  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
422  */
423 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
424
425 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
426 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
427 #endif
428
429 /*
430  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
431  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
432  * the compiler will optimise away reference to them.
433  */
434 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
435 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
436 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
437
438 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
439 #if FLAGS_HAS_NODE
440 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
441 #else
442 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
443 #endif
444 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
445
446 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
447 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
448 #endif
449
450 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
451 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
452 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
453 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
454
455 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
456 {
457         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
458 }
459
460 struct zone;
461 extern struct zone *zone_table[];
462
463 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
464 {
465         return zone_table[(page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) &
466                         ZONETABLE_MASK];
467 }
468
469 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
470 {
471         if (FLAGS_HAS_NODE)
472                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
473         else
474                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
475 }
476 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
477 {
478         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
479 }
480
481 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
482 {
483         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
484         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
485 }
486 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
487 {
488         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
489         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
490 }
491 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
492 {
493         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
494         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
495 }
496
497 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
498         unsigned long node, unsigned long pfn)
499 {
500         set_page_zone(page, zone);
501         set_page_node(page, node);
502         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
503 }
504
505 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
506 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
507 extern struct page *mem_map;
508 #endif
509
510 static inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
511 {
512         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
513 }
514
515 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
516 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
517 #endif
518
519 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
520 #define page_address(page) ((page)->virtual)
521 #define set_page_address(page, address)                 \
522         do {                                            \
523                 (page)->virtual = (address);            \
524         } while(0)
525 #define page_address_init()  do { } while(0)
526 #endif
527
528 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
529 void *page_address(struct page *page);
530 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
531 void page_address_init(void);
532 #endif
533
534 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
535 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
536 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
537 #define page_address_init()  do { } while(0)
538 #endif
539
540 /*
541  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
542  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
543  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
544  *
545  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
546  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
547  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
548  */
549 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
550
551 extern struct address_space swapper_space;
552 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
553 {
554         struct address_space *mapping = page->mapping;
555
556         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
557                 mapping = &swapper_space;
558         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
559                 mapping = NULL;
560         return mapping;
561 }
562
563 static inline int PageAnon(struct page *page)
564 {
565         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
566 }
567
568 /*
569  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
570  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
571  */
572 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
573 {
574         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
575                 return page_private(page);
576         return page->index;
577 }
578
579 /*
580  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
581  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
582  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
583  */
584 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
585 {
586         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
587 }
588
589 static inline int page_mapcount(struct page *page)
590 {
591         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
592 }
593
594 /*
595  * Return true if this page is mapped into pagetables.
596  */
597 static inline int page_mapped(struct page *page)
598 {
599         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
600 }
601
602 /*
603  * Error return values for the *_nopage functions
604  */
605 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
606 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
607
608 /*
609  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
610  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
611  * just gets major/minor fault counters bumped up.
612  */
613 #define VM_FAULT_OOM    0x00
614 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
615 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
616 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
617
618 /* 
619  * Special case for get_user_pages.
620  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
621  */
622 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
623
624 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
625
626 extern void show_free_areas(void);
627
628 #ifdef CONFIG_SHMEM
629 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
630                         unsigned long address, int *type);
631 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
632 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
633                                         unsigned long addr);
634 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
635 #else
636 #define shmem_nopage filemap_nopage
637 #define shmem_lock(a, b, c)     ({0;})  /* always in memory, no need to lock */
638 #define shmem_set_policy(a, b)  (0)
639 #define shmem_get_policy(a, b)  (NULL)
640 #endif
641 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
642
643 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
644
645 static inline int can_do_mlock(void)
646 {
647         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
648                 return 1;
649         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
650                 return 1;
651         return 0;
652 }
653 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
654 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
655
656 /*
657  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
658  */
659 struct zap_details {
660         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
661         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
662         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
663         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
664         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
665         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
666 };
667
668 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
669 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
670                 unsigned long size, struct zap_details *);
671 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
672                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
673                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
674                 struct zap_details *);
675 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
676                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
677 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
678                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
679 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
680                         struct vm_area_struct *vma);
681 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
682                         unsigned long size, pgprot_t prot);
683 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
684                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
685
686 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
687                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
688 {
689         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
690 }
691
692 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
693 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
694 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
695 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
696 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int write_access);
697
698 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int write_access)
699 {
700         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) & (~VM_FAULT_WRITE);
701 }
702
703 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
704 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
705 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
706
707 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
708                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
709 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
710
711 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
712 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
713 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
714                                 struct page *page);
715 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
716 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
717 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
718
719 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
720                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
721                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
722
723 /*
724  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
725  * 
726  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
727  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
728  *
729  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
730  *
731  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
732  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
733  */
734 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
735
736 /*
737  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
738  * to recreate one of the objects that these functions age.
739  */
740
741 #define DEFAULT_SEEKS 2
742 struct shrinker;
743 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
744 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
745
746 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
747
748 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
749 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
750 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
751 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
752
753 /*
754  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
755  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
756  */
757 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
758 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
759 {
760         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
761                 NULL: pud_offset(pgd, address);
762 }
763
764 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
765 {
766         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
767                 NULL: pmd_offset(pud, address);
768 }
769 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
770
771 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
772 /*
773  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
774  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
775  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
776  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
777  */
778 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->u.ptl)
779 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
780         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
781 } while (0)
782 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
783 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
784 #else
785 /*
786  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
787  */
788 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
789 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
790 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
791 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
792
793 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
794 ({                                                      \
795         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
796         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
797         *(ptlp) = __ptl;                                \
798         spin_lock(__ptl);                               \
799         __pte;                                          \
800 })
801
802 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
803         spin_unlock(ptl);                               \
804         pte_unmap(pte);                                 \
805 } while (0)
806
807 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
808         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
809                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
810
811 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
812         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
813                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
814
815 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
816         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
817                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
818
819 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
820 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
821         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
822         unsigned long *zholes_size);
823 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
824 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
825 extern void mem_init(void);
826 extern void show_mem(void);
827 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
828 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
829
830 #ifdef CONFIG_NUMA
831 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
832 #else
833 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
834 #endif
835
836 /* prio_tree.c */
837 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
838 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
839 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
840 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
841         struct prio_tree_iter *iter);
842
843 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
844         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
845                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
846
847 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
848                                         struct list_head *list)
849 {
850         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
851         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
852 }
853
854 /* mmap.c */
855 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
856 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
857         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
858 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
859         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
860         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
861         struct mempolicy *);
862 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
863 extern int split_vma(struct mm_struct *,
864         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
865 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
866 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
867         struct rb_node **, struct rb_node *);
868 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
869 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
870         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
871 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
872 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
873
874 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
875
876 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
877         unsigned long len, unsigned long prot,
878         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
879
880 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
881         unsigned long len, unsigned long prot,
882         unsigned long flag, unsigned long offset)
883 {
884         unsigned long ret = -EINVAL;
885         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
886                 goto out;
887         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
888                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
889 out:
890         return ret;
891 }
892
893 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
894
895 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
896
897 /* filemap.c */
898 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
899 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
900 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
901                                        loff_t lstart, loff_t lend);
902
903 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
904 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
905 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
906                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
907
908 /* mm/page-writeback.c */
909 int write_one_page(struct page *page, int wait);
910
911 /* readahead.c */
912 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
913 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
914 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
915                                          * turning readahead off */
916
917 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
918                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
919 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
920                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
921 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
922                           struct file_ra_state *ra,
923                           struct file *filp,
924                           pgoff_t offset,
925                           unsigned long size);
926 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping, 
927                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
928 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
929
930 /* Do stack extension */
931 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
932 #ifdef CONFIG_IA64
933 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
934 #endif
935
936 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
937 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
938 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
939                                              struct vm_area_struct **pprev);
940
941 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
942    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
943 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
944 {
945         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
946
947         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
948                 vma = NULL;
949         return vma;
950 }
951
952 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
953 {
954         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
955 }
956
957 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
958 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
959 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
960 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
961                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
962 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
963
964 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
965                         unsigned int foll_flags);
966 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
967 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
968 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
969 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
970
971 #ifdef CONFIG_PROC_FS
972 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
973 #else
974 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
975                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
976 {
977 }
978 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
979
980 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
981 static inline void
982 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
983 {
984 }
985 #endif
986
987 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
988 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
989 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
990 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
991 #else
992 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
993 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
994 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
995
996 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
997 #define OOM_DISABLE -17
998
999 #endif /* __KERNEL__ */
1000 #endif /* _LINUX_MM_H */