7cdac1676b59fd74ca3ff03980af1a2165fa0c80
[linux-3.10.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/bug.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/mmzone.h>
12 #include <linux/rbtree.h>
13 #include <linux/prio_tree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21
22 struct mempolicy;
23 struct anon_vma;
24 struct file_ra_state;
25 struct user_struct;
26 struct writeback_control;
27
28 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
29 extern unsigned long max_mapnr;
30 #endif
31
32 extern unsigned long num_physpages;
33 extern unsigned long totalram_pages;
34 extern void * high_memory;
35 extern int page_cluster;
36
37 #ifdef CONFIG_SYSCTL
38 extern int sysctl_legacy_va_layout;
39 #else
40 #define sysctl_legacy_va_layout 0
41 #endif
42
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/processor.h>
46
47 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
48
49 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
50 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
51
52 /*
53  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
54  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
55  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
56  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
57  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
58  * mmap() functions).
59  */
60
61 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
62
63 #ifndef CONFIG_MMU
64 extern struct rb_root nommu_region_tree;
65 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
66
67 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
68 #endif
69
70 /*
71  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
72  */
73 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
74 #define VM_WRITE        0x00000002
75 #define VM_EXEC         0x00000004
76 #define VM_SHARED       0x00000008
77
78 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
79 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
80 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
81 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
82 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
83
84 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
85 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
86 #define VM_GROWSUP      0x00000200
87 #else
88 #define VM_GROWSUP      0x00000000
89 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
90 #endif
91 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
92 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
93
94 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
95 #define VM_LOCKED       0x00002000
96 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
97
98                                         /* Used by sys_madvise() */
99 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
100 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
101
102 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
103 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
104 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
105 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
106 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
107 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
108 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
109 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
110 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
111 #else
112 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
113 #endif
114 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
115 #define VM_NODUMP       0x04000000      /* Do not include in the core dump */
116
117 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
118 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
119 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
120 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
121 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
122
123 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
124 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
125
126 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
127 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
128 #endif
129
130 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
131 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
132 #else
133 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
134 #endif
135
136 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
137 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
138 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
139 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
140 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
141
142 /*
143  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
144  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
145  */
146 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
147
148 /*
149  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
150  * low four bits) to a page protection mask..
151  */
152 extern pgprot_t protection_map[16];
153
154 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
155 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
156 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
157 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
158 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
159 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
160
161 /*
162  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
163  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
164  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
165  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
166  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
167  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
168  */
169 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
170 {
171         return !!(vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
172 }
173
174 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
175 {
176         return !!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
177 }
178
179 /*
180  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
181  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
182  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
183  *
184  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
185  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
186  * mapping support.
187  */
188 struct vm_fault {
189         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
190         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
191         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
192
193         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
194                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
195                                          * is set (which is also implied by
196                                          * VM_FAULT_ERROR).
197                                          */
198 };
199
200 /*
201  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
202  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
203  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
204  */
205 struct vm_operations_struct {
206         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
207         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
208         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
209
210         /* notification that a previously read-only page is about to become
211          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
212         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
213
214         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
215          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
216          */
217         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
218                       void *buf, int len, int write);
219 #ifdef CONFIG_NUMA
220         /*
221          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
222          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
223          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
224          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
225          * mempolicy.
226          */
227         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
228
229         /*
230          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
231          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
232          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
233          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
234          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
235          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
236          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
237          * policy.
238          */
239         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
240                                         unsigned long addr);
241         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
242                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
243 #endif
244 };
245
246 struct mmu_gather;
247 struct inode;
248
249 #define page_private(page)              ((page)->private)
250 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
251
252 /*
253  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
254  * files which need it (119 of them)
255  */
256 #include <linux/page-flags.h>
257 #include <linux/huge_mm.h>
258
259 /*
260  * Methods to modify the page usage count.
261  *
262  * What counts for a page usage:
263  * - cache mapping   (page->mapping)
264  * - private data    (page->private)
265  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
266  *   is counted separately
267  *
268  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
269  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
270  */
271
272 /*
273  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
274  */
275 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
276 {
277         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
278         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
279 }
280
281 /*
282  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
283  * that is the case.
284  */
285 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
286 {
287         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
288 }
289
290 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
291
292 /* Support for virtually mapped pages */
293 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
294 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
295
296 /*
297  * Determine if an address is within the vmalloc range
298  *
299  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
300  * is no special casing required.
301  */
302 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
303 {
304 #ifdef CONFIG_MMU
305         unsigned long addr = (unsigned long)x;
306
307         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
308 #else
309         return 0;
310 #endif
311 }
312 #ifdef CONFIG_MMU
313 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
314 #else
315 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
316 {
317         return 0;
318 }
319 #endif
320
321 static inline void compound_lock(struct page *page)
322 {
323 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
324         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
325         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
326 #endif
327 }
328
329 static inline void compound_unlock(struct page *page)
330 {
331 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
332         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
333         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
334 #endif
335 }
336
337 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
338 {
339         unsigned long uninitialized_var(flags);
340 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
341         local_irq_save(flags);
342         compound_lock(page);
343 #endif
344         return flags;
345 }
346
347 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
348                                               unsigned long flags)
349 {
350 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
351         compound_unlock(page);
352         local_irq_restore(flags);
353 #endif
354 }
355
356 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
357 {
358         if (unlikely(PageTail(page)))
359                 return page->first_page;
360         return page;
361 }
362
363 /*
364  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
365  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
366  * and atomic_add_negative(-1).
367  */
368 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
369 {
370         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
371 }
372
373 static inline int page_mapcount(struct page *page)
374 {
375         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
376 }
377
378 static inline int page_count(struct page *page)
379 {
380         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
381 }
382
383 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
384 {
385         /*
386          * __split_huge_page_refcount() cannot run
387          * from under us.
388          */
389         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
390         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
391         atomic_inc(&page->_mapcount);
392 }
393
394 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
395
396 static inline void get_page(struct page *page)
397 {
398         if (unlikely(PageTail(page)))
399                 if (likely(__get_page_tail(page)))
400                         return;
401         /*
402          * Getting a normal page or the head of a compound page
403          * requires to already have an elevated page->_count.
404          */
405         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) <= 0);
406         atomic_inc(&page->_count);
407 }
408
409 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
410 {
411         struct page *page = virt_to_page(x);
412         return compound_head(page);
413 }
414
415 /*
416  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
417  * the first time (boot or memory hotplug)
418  */
419 static inline void init_page_count(struct page *page)
420 {
421         atomic_set(&page->_count, 1);
422 }
423
424 /*
425  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
426  * (see mm/page_alloc.c).
427  *
428  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
429  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
430  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
431  * efficiently by most CPU architectures.
432  */
433 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
434
435 static inline int PageBuddy(struct page *page)
436 {
437         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
438 }
439
440 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
441 {
442         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
443         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
444 }
445
446 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
447 {
448         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
449         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
450 }
451
452 void put_page(struct page *page);
453 void put_pages_list(struct list_head *pages);
454
455 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
456 int split_free_page(struct page *page);
457
458 /*
459  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
460  * prototype for that function and accessor functions.
461  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
462  */
463 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
464
465 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
466                                                 compound_page_dtor *dtor)
467 {
468         page[1].lru.next = (void *)dtor;
469 }
470
471 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
472 {
473         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
474 }
475
476 static inline int compound_order(struct page *page)
477 {
478         if (!PageHead(page))
479                 return 0;
480         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
481 }
482
483 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
484 {
485         int order;
486         unsigned long flags;
487
488         if (!PageHead(page))
489                 return 0;
490
491         flags = compound_lock_irqsave(page);
492         order = compound_order(page);
493         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
494         return order;
495 }
496
497 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
498 {
499         page[1].lru.prev = (void *)order;
500 }
501
502 #ifdef CONFIG_MMU
503 /*
504  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
505  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
506  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
507  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
508  */
509 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
510 {
511         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
512                 pte = pte_mkwrite(pte);
513         return pte;
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
519  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
520  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
521  * only one copy in memory, at most, normally.
522  *
523  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
524  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
525  *   freelist management in the buddy allocator.
526  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
527  *
528  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
529  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
530  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
531  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
532  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
533  *
534  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
535  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
536  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
537  * and page->virtual store page management information, but all other fields
538  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
539  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
540  * subsequently been given references to it.
541  *
542  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
543  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
544  * The following discussion applies only to them.
545  *
546  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
547  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
548  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
549  * into the filesystem to release these pages.
550  *
551  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
552  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
553  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
554  *
555  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
556  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
557  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
558  *
559  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
560  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
561  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
562  *
563  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
564  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
565  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
566  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
567  *
568  * All pagecache pages may be subject to I/O:
569  * - inode pages may need to be read from disk,
570  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
571  *   to be written back to the inode on disk,
572  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
573  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
574  *   back into memory.
575  */
576
577 /*
578  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
579  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
580  */
581
582
583 /*
584  * page->flags layout:
585  *
586  * There are three possibilities for how page->flags get
587  * laid out.  The first is for the normal case, without
588  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
589  * plenty of space for node and section.  The last is when
590  * we have run out of space and have to fall back to an
591  * alternate (slower) way of determining the node.
592  *
593  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
594  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
595  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
596  */
597 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
598 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
599 #else
600 #define SECTIONS_WIDTH          0
601 #endif
602
603 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
604
605 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
606 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
607 #else
608 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
609 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
610 #endif
611 #define NODES_WIDTH             0
612 #endif
613
614 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
615 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
616 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
617 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
618
619 /*
620  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
621  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
622  */
623 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
624 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
625 #endif
626
627 /*
628  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
629  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
630  * the compiler will optimise away reference to them.
631  */
632 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
633 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
634 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
635
636 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
637 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
638 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
639 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
640                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
641 #else
642 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
643 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
644                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
645 #endif
646
647 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
648
649 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
650 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
651 #endif
652
653 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
654 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
655 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
656 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
657
658 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
659 {
660         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
661 }
662
663 /*
664  * The identification function is only used by the buddy allocator for
665  * determining if two pages could be buddies. We are not really
666  * identifying a zone since we could be using a the section number
667  * id if we have not node id available in page flags.
668  * We guarantee only that it will return the same value for two
669  * combinable pages in a zone.
670  */
671 static inline int page_zone_id(struct page *page)
672 {
673         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
674 }
675
676 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
677 {
678 #ifdef CONFIG_NUMA
679         return zone->node;
680 #else
681         return 0;
682 #endif
683 }
684
685 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
686 extern int page_to_nid(const struct page *page);
687 #else
688 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
689 {
690         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
691 }
692 #endif
693
694 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
695 {
696         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
697 }
698
699 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
700 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
701 {
702         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
703         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
704 }
705
706 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
707 {
708         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
709 }
710 #endif
711
712 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
713 {
714         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
715         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
716 }
717
718 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
719 {
720         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
721         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
722 }
723
724 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
725         unsigned long node, unsigned long pfn)
726 {
727         set_page_zone(page, zone);
728         set_page_node(page, node);
729 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
730         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
731 #endif
732 }
733
734 /*
735  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
736  */
737 #include <linux/vmstat.h>
738
739 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
740 {
741         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
742 }
743
744 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
745 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
746 #endif
747
748 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
749 #define page_address(page) ((page)->virtual)
750 #define set_page_address(page, address)                 \
751         do {                                            \
752                 (page)->virtual = (address);            \
753         } while(0)
754 #define page_address_init()  do { } while(0)
755 #endif
756
757 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
758 void *page_address(const struct page *page);
759 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
760 void page_address_init(void);
761 #endif
762
763 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
764 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
765 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
766 #define page_address_init()  do { } while(0)
767 #endif
768
769 /*
770  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
771  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
772  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
773  *
774  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
775  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
776  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
777  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
778  *
779  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
780  *
781  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
782  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
783  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
784  */
785 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
786 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
787 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
788
789 extern struct address_space swapper_space;
790 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
791 {
792         struct address_space *mapping = page->mapping;
793
794         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
795         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
796                 mapping = &swapper_space;
797         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
798                 mapping = NULL;
799         return mapping;
800 }
801
802 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
803 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
804 {
805         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
806 }
807
808 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
809
810 static inline
811 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
812 {
813         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
814                 return __page_file_mapping(page);
815
816         return page->mapping;
817 }
818
819 static inline int PageAnon(struct page *page)
820 {
821         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
822 }
823
824 /*
825  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
826  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
827  */
828 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
829 {
830         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
831                 return page_private(page);
832         return page->index;
833 }
834
835 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
836
837 /*
838  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
839  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
840  */
841 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
842 {
843         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
844                 return __page_file_index(page);
845
846         return page->index;
847 }
848
849 /*
850  * Return true if this page is mapped into pagetables.
851  */
852 static inline int page_mapped(struct page *page)
853 {
854         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
855 }
856
857 /*
858  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
859  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
860  * just gets major/minor fault counters bumped up.
861  */
862
863 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
864
865 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
866 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
867 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
868 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
869 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
870 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
871
872 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
873 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
874 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
875
876 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
877
878 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
879                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
880
881 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
882 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
883 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
884
885 /*
886  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
887  */
888 extern void pagefault_out_of_memory(void);
889
890 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
891
892 /*
893  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
894  * various contexts.
895  */
896 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
897
898 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
899 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
900
901 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
902
903 extern int can_do_mlock(void);
904 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
905 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
906
907 /*
908  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
909  */
910 struct zap_details {
911         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
912         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
913         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
914         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
915 };
916
917 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
918                 pte_t pte);
919
920 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
921                 unsigned long size);
922 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
923                 unsigned long size, struct zap_details *);
924 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
925                 unsigned long start, unsigned long end);
926
927 /**
928  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
929  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
930  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
931  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
932  *             this handler is required to be able to handle
933  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
934  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
935  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
936  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
937  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
938  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
939  *                            is used.
940  *
941  * (see walk_page_range for more details)
942  */
943 struct mm_walk {
944         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
945         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
946         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
947         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
948         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
949         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
950                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
951         struct mm_struct *mm;
952         void *private;
953 };
954
955 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
956                 struct mm_walk *walk);
957 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
958                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
959 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
960                         struct vm_area_struct *vma);
961 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
962                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
963 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
964         unsigned long *pfn);
965 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
966                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
967 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
968                         void *buf, int len, int write);
969
970 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
971                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
972 {
973         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
974 }
975
976 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
977 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
978 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
979 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
980 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
981 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
982 int invalidate_inode_page(struct page *page);
983
984 #ifdef CONFIG_MMU
985 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
986                         unsigned long address, unsigned int flags);
987 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
988                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
989 #else
990 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
991                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
992                         unsigned int flags)
993 {
994         /* should never happen if there's no MMU */
995         BUG();
996         return VM_FAULT_SIGBUS;
997 }
998 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
999                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1000                 unsigned int fault_flags)
1001 {
1002         /* should never happen if there's no MMU */
1003         BUG();
1004         return -EFAULT;
1005 }
1006 #endif
1007
1008 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
1009 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1010 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1011                 void *buf, int len, int write);
1012
1013 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1014                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
1015                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
1016                      int *nonblocking);
1017 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1018                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
1019                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
1020 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1021                         struct page **pages);
1022 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1023
1024 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1025 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1026
1027 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1028 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1029 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1030                                 struct page *page);
1031 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1032 void account_page_writeback(struct page *page);
1033 int set_page_dirty(struct page *page);
1034 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1035 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1036
1037 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1038 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1039 {
1040         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1041 }
1042
1043 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1044                                              unsigned long addr)
1045 {
1046         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1047                 (vma->vm_start == addr) &&
1048                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1049 }
1050
1051 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1052 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1053 {
1054         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1055 }
1056
1057 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1058                                            unsigned long addr)
1059 {
1060         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1061                 (vma->vm_end == addr) &&
1062                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1063 }
1064
1065 extern pid_t
1066 vm_is_stack(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, int in_group);
1067
1068 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1069                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1070                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1071 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1072                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1073                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1074 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1075                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1076                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1077
1078 /*
1079  * doesn't attempt to fault and will return short.
1080  */
1081 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1082                           struct page **pages);
1083 /*
1084  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1085  */
1086 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1087 {
1088         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1089
1090 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1091         /*
1092          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1093          * But it's never be expected number for users.
1094          */
1095         if (val < 0)
1096                 val = 0;
1097 #endif
1098         return (unsigned long)val;
1099 }
1100
1101 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1102 {
1103         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1104 }
1105
1106 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1107 {
1108         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1109 }
1110
1111 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1112 {
1113         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1114 }
1115
1116 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1117 {
1118         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1119                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1120 }
1121
1122 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1123 {
1124         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1125 }
1126
1127 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1128 {
1129         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1130 }
1131
1132 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1133 {
1134         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1135
1136         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1137                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1138 }
1139
1140 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1141 {
1142         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1143                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1144 }
1145
1146 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1147                                          struct mm_struct *mm)
1148 {
1149         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1150
1151         if (*maxrss < hiwater_rss)
1152                 *maxrss = hiwater_rss;
1153 }
1154
1155 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1156 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1157 #else
1158 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1159 {
1160 }
1161 #endif
1162
1163 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1164
1165 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1166                                spinlock_t **ptl);
1167 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1168                                     spinlock_t **ptl)
1169 {
1170         pte_t *ptep;
1171         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1172         return ptep;
1173 }
1174
1175 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1176 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1177                                                 unsigned long address)
1178 {
1179         return 0;
1180 }
1181 #else
1182 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1183 #endif
1184
1185 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1186 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1187                                                 unsigned long address)
1188 {
1189         return 0;
1190 }
1191 #else
1192 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1193 #endif
1194
1195 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1196                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1197 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1198
1199 /*
1200  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1201  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1202  */
1203 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1204 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1205 {
1206         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1207                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1208 }
1209
1210 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1211 {
1212         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1213                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1214 }
1215 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1216
1217 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1218 /*
1219  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1220  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1221  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1222  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1223  */
1224 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1225 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1226         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1227 } while (0)
1228 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1229 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1230 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1231 /*
1232  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1233  */
1234 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1235 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1236 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1237 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1238
1239 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1240 {
1241         pte_lock_init(page);
1242         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1243 }
1244
1245 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1246 {
1247         pte_lock_deinit(page);
1248         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1249 }
1250
1251 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1252 ({                                                      \
1253         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1254         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1255         *(ptlp) = __ptl;                                \
1256         spin_lock(__ptl);                               \
1257         __pte;                                          \
1258 })
1259
1260 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1261         spin_unlock(ptl);                               \
1262         pte_unmap(pte);                                 \
1263 } while (0)
1264
1265 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1266         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1267                                                         pmd, address))? \
1268          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1269
1270 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1271         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1272                                                         pmd, address))? \
1273                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1274
1275 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1276         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1277                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1278
1279 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1280 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1281                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1282 extern void free_initmem(void);
1283
1284 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1285 /*
1286  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1287  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1288  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1289  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1290  * free_area_init_node()
1291  *
1292  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1293  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1294  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1295  * usage, an architecture is expected to do something like
1296  *
1297  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1298  *                                                       max_highmem_pfn};
1299  * for_each_valid_physical_page_range()
1300  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1301  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1302  *
1303  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1304  * registered physical page range.  Similarly
1305  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1306  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1307  *
1308  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1309  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1310  */
1311 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1312 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1313 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1314                                                 unsigned long end_pfn);
1315 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1316                                                 unsigned long end_pfn);
1317 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1318                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1319 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1320 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1321                                                 unsigned long max_low_pfn);
1322 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1323
1324 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1325
1326 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1327     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1328 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1329 {
1330         return 0;
1331 }
1332 #else
1333 /* please see mm/page_alloc.c */
1334 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1335 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1336 /* there is a per-arch backend function. */
1337 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1338 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1339 #endif
1340
1341 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1342 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1343                                 unsigned long, enum memmap_context);
1344 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1345 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1346 extern void mem_init(void);
1347 extern void __init mmap_init(void);
1348 extern void show_mem(unsigned int flags);
1349 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1350 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1351 extern int after_bootmem;
1352
1353 extern __printf(3, 4)
1354 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1355
1356 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1357
1358 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1359 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1360
1361 /* nommu.c */
1362 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1363 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1364
1365 /* prio_tree.c */
1366 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1367 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1368 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1369 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1370         struct prio_tree_iter *iter);
1371
1372 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1373         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1374                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1375
1376 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1377                                         struct list_head *list)
1378 {
1379         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1380         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1381 }
1382
1383 /* mmap.c */
1384 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1385 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1386         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1387 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1388         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1389         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1390         struct mempolicy *);
1391 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1392 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1393         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1394 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1395 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1396         struct rb_node **, struct rb_node *);
1397 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1398 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1399         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1400 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1401
1402 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1403 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1404
1405 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1406 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1407 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1408 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1409 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1410
1411 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1412 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1413                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1414                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1415
1416 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1417
1418 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1419         unsigned long len, unsigned long flags,
1420         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1421 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
1422         unsigned long, unsigned long,
1423         unsigned long, unsigned long);
1424 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1425
1426 /* These take the mm semaphore themselves */
1427 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1428 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1429 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1430         unsigned long, unsigned long,
1431         unsigned long, unsigned long);
1432
1433 /* truncate.c */
1434 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1435 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1436                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1437
1438 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1439 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1440
1441 /* mm/page-writeback.c */
1442 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1443 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1444
1445 /* readahead.c */
1446 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1447 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1448
1449 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1450                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1451
1452 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1453                                struct file_ra_state *ra,
1454                                struct file *filp,
1455                                pgoff_t offset,
1456                                unsigned long size);
1457
1458 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1459                                 struct file_ra_state *ra,
1460                                 struct file *filp,
1461                                 struct page *pg,
1462                                 pgoff_t offset,
1463                                 unsigned long size);
1464
1465 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1466 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1467                         struct address_space *mapping,
1468                         struct file *filp);
1469
1470 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1471 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1472
1473 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1474 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1475                 unsigned long address);
1476 #if VM_GROWSUP
1477 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1478 #else
1479   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1480 #endif
1481
1482 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1483 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1484 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1485                                              struct vm_area_struct **pprev);
1486
1487 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1488    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1489 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1490 {
1491         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1492
1493         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1494                 vma = NULL;
1495         return vma;
1496 }
1497
1498 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1499 {
1500         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1501 }
1502
1503 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1504 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1505                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1506 {
1507         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1508
1509         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1510                 vma = NULL;
1511
1512         return vma;
1513 }
1514
1515 #ifdef CONFIG_MMU
1516 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1517 #else
1518 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1519 {
1520         return __pgprot(0);
1521 }
1522 #endif
1523
1524 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1525 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1526                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1527 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1528 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1529                         unsigned long pfn);
1530 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1531                         unsigned long pfn);
1532
1533 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1534                         unsigned int foll_flags);
1535 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1536 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1537 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1538 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1539 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1540 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1541                                  * and return without waiting upon it */
1542 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1543 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1544 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1545
1546 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1547                         void *data);
1548 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1549                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1550
1551 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1552 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1553 #else
1554 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1555                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1556 {
1557         mm->total_vm += pages;
1558 }
1559 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1560
1561 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1562 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1563 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1564 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1565 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1566 #else
1567 static inline void
1568 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1569 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1570 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1571 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1572 #endif
1573
1574 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1575 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1576 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1577 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1578 #else
1579 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1580 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1581 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1582
1583 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1584                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1585 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
1586                           unsigned long nr_pages_scanned,
1587                           unsigned long lru_pages);
1588
1589 #ifndef CONFIG_MMU
1590 #define randomize_va_space 0
1591 #else
1592 extern int randomize_va_space;
1593 #endif
1594
1595 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1596 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1597
1598 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1599                                    unsigned long pnum_begin,
1600                                    unsigned long pnum_end,
1601                                    unsigned long map_count,
1602                                    int nodeid);
1603
1604 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1605 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1606 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1607 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1608 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1609 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1610 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1611 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1612 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1613                                                 unsigned long pages, int node);
1614 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1615 void vmemmap_populate_print_last(void);
1616
1617
1618 enum mf_flags {
1619         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1620         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
1621         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
1622 };
1623 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1624 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1625 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1626 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1627 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1628 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1629 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1630 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1631
1632 extern void dump_page(struct page *page);
1633
1634 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1635 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1636                             unsigned long addr,
1637                             unsigned int pages_per_huge_page);
1638 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1639                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1640                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1641 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1642
1643 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1644 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
1645
1646 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
1647 {
1648         return _debug_guardpage_minorder;
1649 }
1650
1651 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
1652 {
1653         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
1654 }
1655 #else
1656 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
1657 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
1658 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1659
1660 #endif /* __KERNEL__ */
1661 #endif /* _LINUX_MM_H */