Merge branch 'apei' into apei-release
[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/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/prio_tree.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/range.h>
16 #include <linux/pfn.h>
17 #include <linux/bit_spinlock.h>
18 #include <linux/shrinker.h>
19
20 struct mempolicy;
21 struct anon_vma;
22 struct file_ra_state;
23 struct user_struct;
24 struct writeback_control;
25
26 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
27 extern unsigned long max_mapnr;
28 #endif
29
30 extern unsigned long num_physpages;
31 extern unsigned long totalram_pages;
32 extern void * high_memory;
33 extern int page_cluster;
34
35 #ifdef CONFIG_SYSCTL
36 extern int sysctl_legacy_va_layout;
37 #else
38 #define sysctl_legacy_va_layout 0
39 #endif
40
41 #include <asm/page.h>
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/processor.h>
44
45 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
46
47 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
48 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
49
50 /*
51  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
52  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
53  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
54  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
55  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
56  * mmap() functions).
57  */
58
59 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
60
61 #ifndef CONFIG_MMU
62 extern struct rb_root nommu_region_tree;
63 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
64
65 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
66 #endif
67
68 /*
69  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
70  */
71 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
72 #define VM_WRITE        0x00000002
73 #define VM_EXEC         0x00000004
74 #define VM_SHARED       0x00000008
75
76 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
77 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
78 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
79 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
80 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
81
82 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
83 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
84 #define VM_GROWSUP      0x00000200
85 #else
86 #define VM_GROWSUP      0x00000000
87 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
88 #endif
89 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
90 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
91
92 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
93 #define VM_LOCKED       0x00002000
94 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
95
96                                         /* Used by sys_madvise() */
97 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
98 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
99
100 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
101 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
102 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
103 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
104 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
105 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
106 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
107 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
108 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
109 #else
110 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
111 #endif
112 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
113 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
114
115 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
116 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
117 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
118 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
119 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
120
121 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
122 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
123
124 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
125 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
126 #endif
127
128 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
129 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
130 #else
131 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
132 #endif
133
134 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
135 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
136 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
137 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
138 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
139
140 /*
141  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
142  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
143  */
144 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
145
146 /*
147  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
148  * low four bits) to a page protection mask..
149  */
150 extern pgprot_t protection_map[16];
151
152 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
153 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
154 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
155 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
156 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
157 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
158
159 /*
160  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
161  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
162  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
163  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
164  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
165  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
166  */
167 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
168 {
169         return !!(vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
170 }
171
172 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
173 {
174         return !!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
175 }
176
177 /*
178  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
179  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
180  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
181  *
182  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
183  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
184  * mapping support.
185  */
186 struct vm_fault {
187         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
188         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
189         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
190
191         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
192                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
193                                          * is set (which is also implied by
194                                          * VM_FAULT_ERROR).
195                                          */
196 };
197
198 /*
199  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
200  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
201  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
202  */
203 struct vm_operations_struct {
204         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
205         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
206         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
207
208         /* notification that a previously read-only page is about to become
209          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
210         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
211
212         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
213          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
214          */
215         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
216                       void *buf, int len, int write);
217 #ifdef CONFIG_NUMA
218         /*
219          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
220          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
221          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
222          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
223          * mempolicy.
224          */
225         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
226
227         /*
228          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
229          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
230          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
231          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
232          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
233          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
234          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
235          * policy.
236          */
237         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
238                                         unsigned long addr);
239         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
240                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
241 #endif
242 };
243
244 struct mmu_gather;
245 struct inode;
246
247 #define page_private(page)              ((page)->private)
248 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
249
250 /*
251  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
252  * files which need it (119 of them)
253  */
254 #include <linux/page-flags.h>
255 #include <linux/huge_mm.h>
256
257 /*
258  * Methods to modify the page usage count.
259  *
260  * What counts for a page usage:
261  * - cache mapping   (page->mapping)
262  * - private data    (page->private)
263  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
264  *   is counted separately
265  *
266  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
267  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
268  */
269
270 /*
271  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
272  */
273 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
274 {
275         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
276         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
277 }
278
279 /*
280  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
281  * that is the case.
282  */
283 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
284 {
285         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
286 }
287
288 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
289
290 /* Support for virtually mapped pages */
291 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
292 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
293
294 /*
295  * Determine if an address is within the vmalloc range
296  *
297  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
298  * is no special casing required.
299  */
300 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
301 {
302 #ifdef CONFIG_MMU
303         unsigned long addr = (unsigned long)x;
304
305         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
306 #else
307         return 0;
308 #endif
309 }
310 #ifdef CONFIG_MMU
311 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
312 #else
313 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
314 {
315         return 0;
316 }
317 #endif
318
319 static inline void compound_lock(struct page *page)
320 {
321 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
322         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
323 #endif
324 }
325
326 static inline void compound_unlock(struct page *page)
327 {
328 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
329         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
330 #endif
331 }
332
333 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
334 {
335         unsigned long uninitialized_var(flags);
336 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
337         local_irq_save(flags);
338         compound_lock(page);
339 #endif
340         return flags;
341 }
342
343 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
344                                               unsigned long flags)
345 {
346 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
347         compound_unlock(page);
348         local_irq_restore(flags);
349 #endif
350 }
351
352 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
353 {
354         if (unlikely(PageTail(page)))
355                 return page->first_page;
356         return page;
357 }
358
359 static inline int page_count(struct page *page)
360 {
361         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
362 }
363
364 static inline void get_page(struct page *page)
365 {
366         /*
367          * Getting a normal page or the head of a compound page
368          * requires to already have an elevated page->_count. Only if
369          * we're getting a tail page, the elevated page->_count is
370          * required only in the head page, so for tail pages the
371          * bugcheck only verifies that the page->_count isn't
372          * negative.
373          */
374         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) < !PageTail(page));
375         atomic_inc(&page->_count);
376         /*
377          * Getting a tail page will elevate both the head and tail
378          * page->_count(s).
379          */
380         if (unlikely(PageTail(page))) {
381                 /*
382                  * This is safe only because
383                  * __split_huge_page_refcount can't run under
384                  * get_page().
385                  */
386                 VM_BUG_ON(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0);
387                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
388         }
389 }
390
391 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
392 {
393         struct page *page = virt_to_page(x);
394         return compound_head(page);
395 }
396
397 /*
398  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
399  * the first time (boot or memory hotplug)
400  */
401 static inline void init_page_count(struct page *page)
402 {
403         atomic_set(&page->_count, 1);
404 }
405
406 /*
407  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
408  * (see mm/page_alloc.c).
409  *
410  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
411  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
412  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
413  * efficiently by most CPU architectures.
414  */
415 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
416
417 static inline int PageBuddy(struct page *page)
418 {
419         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
420 }
421
422 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
423 {
424         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
425         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
426 }
427
428 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
429 {
430         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
431         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
432 }
433
434 void put_page(struct page *page);
435 void put_pages_list(struct list_head *pages);
436
437 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
438 int split_free_page(struct page *page);
439
440 /*
441  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
442  * prototype for that function and accessor functions.
443  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
444  */
445 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
446
447 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
448                                                 compound_page_dtor *dtor)
449 {
450         page[1].lru.next = (void *)dtor;
451 }
452
453 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
454 {
455         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
456 }
457
458 static inline int compound_order(struct page *page)
459 {
460         if (!PageHead(page))
461                 return 0;
462         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
463 }
464
465 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
466 {
467         int order;
468         unsigned long flags;
469
470         if (!PageHead(page))
471                 return 0;
472
473         flags = compound_lock_irqsave(page);
474         order = compound_order(page);
475         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
476         return order;
477 }
478
479 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
480 {
481         page[1].lru.prev = (void *)order;
482 }
483
484 #ifdef CONFIG_MMU
485 /*
486  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
487  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
488  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
489  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
490  */
491 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
492 {
493         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
494                 pte = pte_mkwrite(pte);
495         return pte;
496 }
497 #endif
498
499 /*
500  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
501  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
502  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
503  * only one copy in memory, at most, normally.
504  *
505  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
506  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
507  *   freelist management in the buddy allocator.
508  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
509  *
510  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
511  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
512  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
513  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
514  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
515  *
516  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
517  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
518  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
519  * and page->virtual store page management information, but all other fields
520  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
521  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
522  * subsequently been given references to it.
523  *
524  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
525  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
526  * The following discussion applies only to them.
527  *
528  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
529  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
530  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
531  * into the filesystem to release these pages.
532  *
533  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
534  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
535  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
536  *
537  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
538  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
539  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
540  *
541  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
542  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
543  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
544  *
545  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
546  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
547  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
548  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
549  *
550  * All pagecache pages may be subject to I/O:
551  * - inode pages may need to be read from disk,
552  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
553  *   to be written back to the inode on disk,
554  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
555  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
556  *   back into memory.
557  */
558
559 /*
560  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
561  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
562  */
563
564
565 /*
566  * page->flags layout:
567  *
568  * There are three possibilities for how page->flags get
569  * laid out.  The first is for the normal case, without
570  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
571  * plenty of space for node and section.  The last is when
572  * we have run out of space and have to fall back to an
573  * alternate (slower) way of determining the node.
574  *
575  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
576  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
577  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
578  */
579 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
580 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
581 #else
582 #define SECTIONS_WIDTH          0
583 #endif
584
585 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
586
587 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
588 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
589 #else
590 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
591 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
592 #endif
593 #define NODES_WIDTH             0
594 #endif
595
596 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
597 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
598 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
599 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
600
601 /*
602  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
603  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
604  */
605 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
606 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
607 #endif
608
609 /*
610  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
611  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
612  * the compiler will optimise away reference to them.
613  */
614 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
615 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
616 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
617
618 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
619 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
620 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
621 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
622                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
623 #else
624 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
625 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
626                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
627 #endif
628
629 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
630
631 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
632 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
633 #endif
634
635 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
636 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
637 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
638 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
639
640 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
641 {
642         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
643 }
644
645 /*
646  * The identification function is only used by the buddy allocator for
647  * determining if two pages could be buddies. We are not really
648  * identifying a zone since we could be using a the section number
649  * id if we have not node id available in page flags.
650  * We guarantee only that it will return the same value for two
651  * combinable pages in a zone.
652  */
653 static inline int page_zone_id(struct page *page)
654 {
655         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
656 }
657
658 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
659 {
660 #ifdef CONFIG_NUMA
661         return zone->node;
662 #else
663         return 0;
664 #endif
665 }
666
667 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
668 extern int page_to_nid(const struct page *page);
669 #else
670 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
671 {
672         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
673 }
674 #endif
675
676 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
677 {
678         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
679 }
680
681 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
682 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
683 {
684         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
685         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
686 }
687
688 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
689 {
690         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
691 }
692 #endif
693
694 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
695 {
696         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
697         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
698 }
699
700 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
701 {
702         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
703         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
704 }
705
706 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
707         unsigned long node, unsigned long pfn)
708 {
709         set_page_zone(page, zone);
710         set_page_node(page, node);
711 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
712         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
713 #endif
714 }
715
716 /*
717  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
718  */
719 #include <linux/vmstat.h>
720
721 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
722 {
723         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn((struct page *)page)));
724 }
725
726 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
727 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
728 #endif
729
730 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
731 #define page_address(page) ((page)->virtual)
732 #define set_page_address(page, address)                 \
733         do {                                            \
734                 (page)->virtual = (address);            \
735         } while(0)
736 #define page_address_init()  do { } while(0)
737 #endif
738
739 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
740 void *page_address(struct page *page);
741 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
742 void page_address_init(void);
743 #endif
744
745 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
746 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
747 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
748 #define page_address_init()  do { } while(0)
749 #endif
750
751 /*
752  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
753  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
754  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
755  *
756  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
757  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
758  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
759  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
760  *
761  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
762  *
763  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
764  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
765  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
766  */
767 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
768 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
769 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
770
771 extern struct address_space swapper_space;
772 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
773 {
774         struct address_space *mapping = page->mapping;
775
776         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
777         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
778                 mapping = &swapper_space;
779         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
780                 mapping = NULL;
781         return mapping;
782 }
783
784 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
785 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
786 {
787         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
788 }
789
790 static inline int PageAnon(struct page *page)
791 {
792         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
793 }
794
795 /*
796  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
797  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
798  */
799 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
800 {
801         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
802                 return page_private(page);
803         return page->index;
804 }
805
806 /*
807  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
808  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
809  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
810  */
811 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
812 {
813         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
814 }
815
816 static inline int page_mapcount(struct page *page)
817 {
818         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
819 }
820
821 /*
822  * Return true if this page is mapped into pagetables.
823  */
824 static inline int page_mapped(struct page *page)
825 {
826         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
827 }
828
829 /*
830  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
831  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
832  * just gets major/minor fault counters bumped up.
833  */
834
835 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
836
837 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
838 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
839 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
840 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
841 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
842 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
843
844 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
845 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
846 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
847
848 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
849
850 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
851                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
852
853 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
854 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
855 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
856
857 /*
858  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
859  */
860 extern void pagefault_out_of_memory(void);
861
862 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
863
864 /*
865  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
866  * various contexts.
867  */
868 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
869
870 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
871 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
872
873 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
874 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
875 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
876
877 extern int can_do_mlock(void);
878 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
879 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
880
881 /*
882  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
883  */
884 struct zap_details {
885         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
886         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
887         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
888         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
889 };
890
891 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
892                 pte_t pte);
893
894 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
895                 unsigned long size);
896 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
897                 unsigned long size, struct zap_details *);
898 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb,
899                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
900                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
901                 struct zap_details *);
902
903 /**
904  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
905  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
906  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
907  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
908  *             this handler is required to be able to handle
909  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
910  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
911  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
912  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
913  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
914  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
915  *                            is used.
916  *
917  * (see walk_page_range for more details)
918  */
919 struct mm_walk {
920         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
921         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
922         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
923         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
924         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
925         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
926                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
927         struct mm_struct *mm;
928         void *private;
929 };
930
931 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
932                 struct mm_walk *walk);
933 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
934                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
935 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
936                         struct vm_area_struct *vma);
937 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
938                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
939 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
940         unsigned long *pfn);
941 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
942                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
943 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
944                         void *buf, int len, int write);
945
946 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
947                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
948 {
949         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
950 }
951
952 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
953 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
954 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
955 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
956
957 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
958 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
959
960 int invalidate_inode_page(struct page *page);
961
962 #ifdef CONFIG_MMU
963 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
964                         unsigned long address, unsigned int flags);
965 #else
966 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
967                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
968                         unsigned int flags)
969 {
970         /* should never happen if there's no MMU */
971         BUG();
972         return VM_FAULT_SIGBUS;
973 }
974 #endif
975
976 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
977 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
978 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
979                 void *buf, int len, int write);
980
981 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
982                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
983                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
984                      int *nonblocking);
985 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
986                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
987                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
988 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
989                         struct page **pages);
990 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
991 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
992                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
993
994 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
995 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
996
997 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
998 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
999 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1000                                 struct page *page);
1001 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1002 void account_page_writeback(struct page *page);
1003 int set_page_dirty(struct page *page);
1004 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1005 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1006
1007 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1008 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1009 {
1010         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1011 }
1012
1013 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1014                                              unsigned long addr)
1015 {
1016         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1017                 (vma->vm_start == addr) &&
1018                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1019 }
1020
1021 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1022 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1023 {
1024         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1025 }
1026
1027 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1028                                            unsigned long addr)
1029 {
1030         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1031                 (vma->vm_end == addr) &&
1032                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1033 }
1034
1035 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1036                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1037                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1038 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1039                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1040                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1041 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1042                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1043                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1044
1045 /*
1046  * doesn't attempt to fault and will return short.
1047  */
1048 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1049                           struct page **pages);
1050 /*
1051  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1052  */
1053 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1054 {
1055         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
1056 }
1057
1058 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1059 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
1060 #else
1061 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1062 {
1063         return atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1064 }
1065 #endif
1066
1067 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1068 {
1069         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1070 }
1071
1072 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1073 {
1074         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1075 }
1076
1077 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1078 {
1079         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1080 }
1081
1082 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1083 {
1084         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1085                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1086 }
1087
1088 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1089 {
1090         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1091 }
1092
1093 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1094 {
1095         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1096 }
1097
1098 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1099 {
1100         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1101
1102         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1103                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1104 }
1105
1106 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1107 {
1108         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1109                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1110 }
1111
1112 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1113                                          struct mm_struct *mm)
1114 {
1115         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1116
1117         if (*maxrss < hiwater_rss)
1118                 *maxrss = hiwater_rss;
1119 }
1120
1121 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1122 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1123 #else
1124 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1125 {
1126 }
1127 #endif
1128
1129 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1130
1131 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1132                                spinlock_t **ptl);
1133 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1134                                     spinlock_t **ptl)
1135 {
1136         pte_t *ptep;
1137         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1138         return ptep;
1139 }
1140
1141 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1142 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1143                                                 unsigned long address)
1144 {
1145         return 0;
1146 }
1147 #else
1148 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1149 #endif
1150
1151 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1152 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1153                                                 unsigned long address)
1154 {
1155         return 0;
1156 }
1157 #else
1158 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1159 #endif
1160
1161 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1162                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1163 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1164
1165 /*
1166  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1167  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1168  */
1169 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1170 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1171 {
1172         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1173                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1174 }
1175
1176 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1177 {
1178         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1179                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1180 }
1181 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1182
1183 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1184 /*
1185  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1186  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1187  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1188  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1189  */
1190 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1191 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1192         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1193 } while (0)
1194 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1195 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1196 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1197 /*
1198  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1199  */
1200 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1201 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1202 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1203 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1204
1205 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1206 {
1207         pte_lock_init(page);
1208         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1209 }
1210
1211 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1212 {
1213         pte_lock_deinit(page);
1214         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1215 }
1216
1217 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1218 ({                                                      \
1219         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1220         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1221         *(ptlp) = __ptl;                                \
1222         spin_lock(__ptl);                               \
1223         __pte;                                          \
1224 })
1225
1226 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1227         spin_unlock(ptl);                               \
1228         pte_unmap(pte);                                 \
1229 } while (0)
1230
1231 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1232         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1233                                                         pmd, address))? \
1234          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1235
1236 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1237         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1238                                                         pmd, address))? \
1239                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1240
1241 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1242         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1243                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1244
1245 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1246 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1247                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1248 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1249 /*
1250  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1251  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1252  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1253  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1254  * free_area_init_node()
1255  *
1256  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1257  * physical memory with add_active_range() before calling
1258  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1259  * usage, an architecture is expected to do something like
1260  *
1261  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1262  *                                                       max_highmem_pfn};
1263  * for_each_valid_physical_page_range()
1264  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1265  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1266  *
1267  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1268  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1269  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1270  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1271  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1272  *
1273  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1274  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1275  */
1276 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1277 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1278                                         unsigned long end_pfn);
1279 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1280                                         unsigned long end_pfn);
1281 extern void remove_all_active_ranges(void);
1282 void sort_node_map(void);
1283 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1284 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1285                                                 unsigned long end_pfn);
1286 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1287                                                 unsigned long end_pfn);
1288 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1289                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1290 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1291 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1292                                                 unsigned long max_low_pfn);
1293 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1294                                    int nr_range, int nid);
1295 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1296                                         u64 goal, u64 limit);
1297 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1298 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1299 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1300 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1301
1302 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1303     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1304 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1305 {
1306         return 0;
1307 }
1308 #else
1309 /* please see mm/page_alloc.c */
1310 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1311 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1312 /* there is a per-arch backend function. */
1313 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1314 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1315 #endif
1316
1317 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1318 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1319                                 unsigned long, enum memmap_context);
1320 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1321 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1322 extern void mem_init(void);
1323 extern void __init mmap_init(void);
1324 extern void show_mem(unsigned int flags);
1325 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1326 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1327 extern int after_bootmem;
1328
1329 extern void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1330
1331 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1332
1333 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1334
1335 /* nommu.c */
1336 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1337 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1338
1339 /* prio_tree.c */
1340 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1341 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1342 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1343 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1344         struct prio_tree_iter *iter);
1345
1346 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1347         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1348                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1349
1350 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1351                                         struct list_head *list)
1352 {
1353         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1354         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1355 }
1356
1357 /* mmap.c */
1358 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1359 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1360         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1361 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1362         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1363         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1364         struct mempolicy *);
1365 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1366 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1367         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1368 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1369 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1370         struct rb_node **, struct rb_node *);
1371 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1372 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1373         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1374 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1375
1376 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1377 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1378
1379 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1380 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1381 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1382 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1383 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1384
1385 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1386 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1387                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1388                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1389
1390 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1391
1392 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1393         unsigned long len, unsigned long prot,
1394         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1395 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1396         unsigned long len, unsigned long flags,
1397         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1398
1399 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1400         unsigned long len, unsigned long prot,
1401         unsigned long flag, unsigned long offset)
1402 {
1403         unsigned long ret = -EINVAL;
1404         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1405                 goto out;
1406         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1407                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1408 out:
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1413
1414 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1415
1416 /* truncate.c */
1417 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1418 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1419                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1420
1421 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1422 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1423
1424 /* mm/page-writeback.c */
1425 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1426 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1427
1428 /* readahead.c */
1429 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1430 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1431
1432 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1433                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1434
1435 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1436                                struct file_ra_state *ra,
1437                                struct file *filp,
1438                                pgoff_t offset,
1439                                unsigned long size);
1440
1441 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1442                                 struct file_ra_state *ra,
1443                                 struct file *filp,
1444                                 struct page *pg,
1445                                 pgoff_t offset,
1446                                 unsigned long size);
1447
1448 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1449 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1450                         struct address_space *mapping,
1451                         struct file *filp);
1452
1453 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1454 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1455
1456 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1457 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1458                 unsigned long address);
1459 #if VM_GROWSUP
1460 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1461 #else
1462   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1463 #endif
1464
1465 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1466 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1467 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1468                                              struct vm_area_struct **pprev);
1469
1470 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1471    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1472 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1473 {
1474         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1475
1476         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1477                 vma = NULL;
1478         return vma;
1479 }
1480
1481 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1482 {
1483         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1484 }
1485
1486 #ifdef CONFIG_MMU
1487 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1488 #else
1489 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1490 {
1491         return __pgprot(0);
1492 }
1493 #endif
1494
1495 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1496 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1497                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1498 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1499 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1500                         unsigned long pfn);
1501 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1502                         unsigned long pfn);
1503
1504 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1505                         unsigned int foll_flags);
1506 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1507 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1508 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1509 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1510 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1511 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1512                                  * and return without waiting upon it */
1513 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1514 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1515 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1516
1517 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1518                         void *data);
1519 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1520                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1521
1522 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1523 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1524 #else
1525 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1526                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1527 {
1528 }
1529 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1530
1531 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1532 extern int debug_pagealloc_enabled;
1533
1534 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1535
1536 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1537 {
1538         debug_pagealloc_enabled = 1;
1539 }
1540 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1541 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1542 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1543 #else
1544 static inline void
1545 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1546 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1547 {
1548 }
1549 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1550 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1551 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1552 #endif
1553
1554 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1555 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1556 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1557 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1558 #else
1559 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1560 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1561 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1562
1563 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1564                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1565 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
1566                           unsigned long nr_pages_scanned,
1567                           unsigned long lru_pages);
1568
1569 #ifndef CONFIG_MMU
1570 #define randomize_va_space 0
1571 #else
1572 extern int randomize_va_space;
1573 #endif
1574
1575 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1576 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1577
1578 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1579                                    unsigned long pnum_begin,
1580                                    unsigned long pnum_end,
1581                                    unsigned long map_count,
1582                                    int nodeid);
1583
1584 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1585 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1586 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1587 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1588 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1589 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1590 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1591 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1592 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1593                                                 unsigned long pages, int node);
1594 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1595 void vmemmap_populate_print_last(void);
1596
1597
1598 enum mf_flags {
1599         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1600 };
1601 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1602 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1603 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1604 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1605 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1606 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1607 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1608 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1609 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1610
1611 extern void dump_page(struct page *page);
1612
1613 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1614 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1615                             unsigned long addr,
1616                             unsigned int pages_per_huge_page);
1617 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1618                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1619                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1620 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1621
1622 #endif /* __KERNEL__ */
1623 #endif /* _LINUX_MM_H */