Merge tag 'libnvdimm-for-4.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nvdimm...
[cascardo/linux.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/mmdebug.h>
9 #include <linux/gfp.h>
10 #include <linux/bug.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.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 #include <linux/resource.h>
22 #include <linux/page_ext.h>
23
24 struct mempolicy;
25 struct anon_vma;
26 struct anon_vma_chain;
27 struct file_ra_state;
28 struct user_struct;
29 struct writeback_control;
30 struct bdi_writeback;
31
32 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
33 extern unsigned long max_mapnr;
34
35 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
36 {
37         max_mapnr = limit;
38 }
39 #else
40 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
41 #endif
42
43 extern unsigned long totalram_pages;
44 extern void * high_memory;
45 extern int page_cluster;
46
47 #ifdef CONFIG_SYSCTL
48 extern int sysctl_legacy_va_layout;
49 #else
50 #define sysctl_legacy_va_layout 0
51 #endif
52
53 #include <asm/page.h>
54 #include <asm/pgtable.h>
55 #include <asm/processor.h>
56
57 #ifndef __pa_symbol
58 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
59 #endif
60
61 /*
62  * To prevent common memory management code establishing
63  * a zero page mapping on a read fault.
64  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
65  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
66  * related to the physical page in case of virtualization.
67  */
68 #ifndef mm_forbids_zeropage
69 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
70 #endif
71
72 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
73 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
74
75 extern int sysctl_overcommit_memory;
76 extern int sysctl_overcommit_ratio;
77 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
78
79 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
80                                     size_t *, loff_t *);
81 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
82                                     size_t *, loff_t *);
83
84 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
85
86 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
87 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
88
89 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
90 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
91
92 /*
93  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
94  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
95  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
96  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
97  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
98  * mmap() functions).
99  */
100
101 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
102
103 #ifndef CONFIG_MMU
104 extern struct rb_root nommu_region_tree;
105 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
106
107 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
108 #endif
109
110 /*
111  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
112  */
113 #define VM_NONE         0x00000000
114
115 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
116 #define VM_WRITE        0x00000002
117 #define VM_EXEC         0x00000004
118 #define VM_SHARED       0x00000008
119
120 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
121 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
122 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
123 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
124 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
125
126 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
127 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
128 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
129 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
130 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
131
132 #define VM_LOCKED       0x00002000
133 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
134
135                                         /* Used by sys_madvise() */
136 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
137 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
138
139 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
140 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
141 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
142 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
143 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
144 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
145 #define VM_ARCH_2       0x02000000
146 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
147
148 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
149 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
150 #else
151 # define VM_SOFTDIRTY   0
152 #endif
153
154 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
155 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
156 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
157 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
158
159 #if defined(CONFIG_X86)
160 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
161 #elif defined(CONFIG_PPC)
162 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
163 #elif defined(CONFIG_PARISC)
164 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
165 #elif defined(CONFIG_METAG)
166 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
167 #elif defined(CONFIG_IA64)
168 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
169 #elif !defined(CONFIG_MMU)
170 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
171 #endif
172
173 #if defined(CONFIG_X86)
174 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
175 # define VM_MPX         VM_ARCH_2
176 #endif
177
178 #ifndef VM_GROWSUP
179 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
180 #endif
181
182 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
183 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
184
185 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
186 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
187 #endif
188
189 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
190 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
191 #else
192 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
193 #endif
194
195 /*
196  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
197  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
198  */
199 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
200
201 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
202 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
203
204 /*
205  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
206  * low four bits) to a page protection mask..
207  */
208 extern pgprot_t protection_map[16];
209
210 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
211 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
212 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
213 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
214 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
215 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
216 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
217
218 /*
219  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
220  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
221  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
222  *
223  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
224  */
225 struct vm_fault {
226         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
227         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
228         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
229
230         struct page *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
231         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
232                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
233                                          * is set (which is also implied by
234                                          * VM_FAULT_ERROR).
235                                          */
236         /* for ->map_pages() only */
237         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
238                                          * max_pgoff inclusive */
239         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
240 };
241
242 /*
243  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
244  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
245  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
246  */
247 struct vm_operations_struct {
248         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
249         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
250         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
251         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
252         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
253
254         /* notification that a previously read-only page is about to become
255          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
256         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
257
258         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
259         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
260
261         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
262          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
263          */
264         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
265                       void *buf, int len, int write);
266
267         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
268          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
269          * vma to be dumped unconditionally. */
270         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
271
272 #ifdef CONFIG_NUMA
273         /*
274          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
275          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
276          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
277          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
278          * mempolicy.
279          */
280         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
281
282         /*
283          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
284          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
285          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
286          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
287          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
288          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
289          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
290          * policy.
291          */
292         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
293                                         unsigned long addr);
294 #endif
295         /*
296          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
297          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
298          * (using pte_page()) would not find the correct page.
299          */
300         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
301                                           unsigned long addr);
302 };
303
304 struct mmu_gather;
305 struct inode;
306
307 #define page_private(page)              ((page)->private)
308 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
309
310 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
311 static inline void set_freepage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
312 {
313         page->index = migratetype;
314 }
315
316 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
317 static inline int get_freepage_migratetype(struct page *page)
318 {
319         return page->index;
320 }
321
322 /*
323  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
324  * files which need it (119 of them)
325  */
326 #include <linux/page-flags.h>
327 #include <linux/huge_mm.h>
328
329 /*
330  * Methods to modify the page usage count.
331  *
332  * What counts for a page usage:
333  * - cache mapping   (page->mapping)
334  * - private data    (page->private)
335  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
336  *   is counted separately
337  *
338  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
339  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
340  */
341
342 /*
343  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
344  */
345 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
348         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
349 }
350
351 /*
352  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
353  * that is the case.
354  * This can be called when MMU is off so it must not access
355  * any of the virtual mappings.
356  */
357 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
358 {
359         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
360 }
361
362 /*
363  * Try to drop a ref unless the page has a refcount of one, return false if
364  * that is the case.
365  * This is to make sure that the refcount won't become zero after this drop.
366  * This can be called when MMU is off so it must not access
367  * any of the virtual mappings.
368  */
369 static inline int put_page_unless_one(struct page *page)
370 {
371         return atomic_add_unless(&page->_count, -1, 1);
372 }
373
374 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
375
376 enum {
377         REGION_INTERSECTS,
378         REGION_DISJOINT,
379         REGION_MIXED,
380 };
381
382 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, const char *type);
383
384 /* Support for virtually mapped pages */
385 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
386 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
387
388 /*
389  * Determine if an address is within the vmalloc range
390  *
391  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
392  * is no special casing required.
393  */
394 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
395 {
396 #ifdef CONFIG_MMU
397         unsigned long addr = (unsigned long)x;
398
399         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
400 #else
401         return 0;
402 #endif
403 }
404 #ifdef CONFIG_MMU
405 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
406 #else
407 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
408 {
409         return 0;
410 }
411 #endif
412
413 extern void kvfree(const void *addr);
414
415 static inline void compound_lock(struct page *page)
416 {
417 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
418         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
419         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
420 #endif
421 }
422
423 static inline void compound_unlock(struct page *page)
424 {
425 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
426         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
427         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
428 #endif
429 }
430
431 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
432 {
433         unsigned long uninitialized_var(flags);
434 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
435         local_irq_save(flags);
436         compound_lock(page);
437 #endif
438         return flags;
439 }
440
441 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
442                                               unsigned long flags)
443 {
444 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
445         compound_unlock(page);
446         local_irq_restore(flags);
447 #endif
448 }
449
450 static inline struct page *compound_head_by_tail(struct page *tail)
451 {
452         struct page *head = tail->first_page;
453
454         /*
455          * page->first_page may be a dangling pointer to an old
456          * compound page, so recheck that it is still a tail
457          * page before returning.
458          */
459         smp_rmb();
460         if (likely(PageTail(tail)))
461                 return head;
462         return tail;
463 }
464
465 /*
466  * Since either compound page could be dismantled asynchronously in THP
467  * or we access asynchronously arbitrary positioned struct page, there
468  * would be tail flag race. To handle this race, we should call
469  * smp_rmb() before checking tail flag. compound_head_by_tail() did it.
470  */
471 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
472 {
473         if (unlikely(PageTail(page)))
474                 return compound_head_by_tail(page);
475         return page;
476 }
477
478 /*
479  * If we access compound page synchronously such as access to
480  * allocated page, there is no need to handle tail flag race, so we can
481  * check tail flag directly without any synchronization primitive.
482  */
483 static inline struct page *compound_head_fast(struct page *page)
484 {
485         if (unlikely(PageTail(page)))
486                 return page->first_page;
487         return page;
488 }
489
490 /*
491  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
492  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
493  * and atomic_add_negative(-1).
494  */
495 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
496 {
497         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
498 }
499
500 static inline int page_mapcount(struct page *page)
501 {
502         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
503         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
504 }
505
506 static inline int page_count(struct page *page)
507 {
508         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
509 }
510
511 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
512 {
513         return PageAnon(page) && !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
514 }
515
516 /*
517  * This takes a head page as parameter and tells if the
518  * tail page reference counting can be skipped.
519  *
520  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
521  * any given page where they return true here, until all tail pins
522  * have been released.
523  */
524 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
525 {
526         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
527         return __compound_tail_refcounted(page);
528 }
529
530 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
531 {
532         /*
533          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
534          */
535         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
536         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
537         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
538         if (compound_tail_refcounted(page->first_page))
539                 atomic_inc(&page->_mapcount);
540 }
541
542 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
543
544 static inline void get_page(struct page *page)
545 {
546         if (unlikely(PageTail(page)))
547                 if (likely(__get_page_tail(page)))
548                         return;
549         /*
550          * Getting a normal page or the head of a compound page
551          * requires to already have an elevated page->_count.
552          */
553         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
554         atomic_inc(&page->_count);
555 }
556
557 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
558 {
559         struct page *page = virt_to_page(x);
560
561         /*
562          * We don't need to worry about synchronization of tail flag
563          * when we call virt_to_head_page() since it is only called for
564          * already allocated page and this page won't be freed until
565          * this virt_to_head_page() is finished. So use _fast variant.
566          */
567         return compound_head_fast(page);
568 }
569
570 /*
571  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
572  * the first time (boot or memory hotplug)
573  */
574 static inline void init_page_count(struct page *page)
575 {
576         atomic_set(&page->_count, 1);
577 }
578
579 void put_page(struct page *page);
580 void put_pages_list(struct list_head *pages);
581
582 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
583 int split_free_page(struct page *page);
584
585 /*
586  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
587  * prototype for that function and accessor functions.
588  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
589  */
590
591 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
592                                                 compound_page_dtor *dtor)
593 {
594         page[1].compound_dtor = dtor;
595 }
596
597 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
598 {
599         return page[1].compound_dtor;
600 }
601
602 static inline int compound_order(struct page *page)
603 {
604         if (!PageHead(page))
605                 return 0;
606         return page[1].compound_order;
607 }
608
609 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
610 {
611         page[1].compound_order = order;
612 }
613
614 #ifdef CONFIG_MMU
615 /*
616  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
617  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
618  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
619  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
620  */
621 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
622 {
623         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
624                 pte = pte_mkwrite(pte);
625         return pte;
626 }
627
628 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
629                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
630 #endif
631
632 /*
633  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
634  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
635  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
636  * only one copy in memory, at most, normally.
637  *
638  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
639  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
640  *   freelist management in the buddy allocator.
641  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
642  *
643  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
644  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
645  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
646  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
647  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
648  *
649  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
650  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
651  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
652  * and page->virtual store page management information, but all other fields
653  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
654  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
655  * subsequently been given references to it.
656  *
657  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
658  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
659  * The following discussion applies only to them.
660  *
661  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
662  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
663  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
664  * into the filesystem to release these pages.
665  *
666  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
667  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
668  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
669  *
670  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
671  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
672  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
673  *
674  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
675  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
676  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
677  *
678  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
679  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
680  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
681  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
682  *
683  * All pagecache pages may be subject to I/O:
684  * - inode pages may need to be read from disk,
685  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
686  *   to be written back to the inode on disk,
687  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
688  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
689  *   back into memory.
690  */
691
692 /*
693  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
694  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
695  */
696
697 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
698 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
699 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
700 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
701 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
702
703 /*
704  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
705  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
706  * the compiler will optimise away reference to them.
707  */
708 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
709 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
710 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
711 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
712
713 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
714 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
715 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
716 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
717                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
718 #else
719 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
720 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
721                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
722 #endif
723
724 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
725
726 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
727 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
728 #endif
729
730 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
731 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
732 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
733 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
734 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
735
736 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
737 {
738         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
739 }
740
741 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
742 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
743 #endif
744
745 /*
746  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
747  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
748  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
749  * node id available in page flags.
750  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
751  * pages in a zone.
752  */
753 static inline int page_zone_id(struct page *page)
754 {
755         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
756 }
757
758 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
759 {
760 #ifdef CONFIG_NUMA
761         return zone->node;
762 #else
763         return 0;
764 #endif
765 }
766
767 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
768 extern int page_to_nid(const struct page *page);
769 #else
770 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
771 {
772         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
773 }
774 #endif
775
776 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
777 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
778 {
779         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
780 }
781
782 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
783 {
784         return cpupid & LAST__PID_MASK;
785 }
786
787 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
788 {
789         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
790 }
791
792 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
793 {
794         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
795 }
796
797 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
798 {
799         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
800 }
801
802 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
803 {
804         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
805 }
806
807 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
808 {
809         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
810 }
811
812 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
813 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
814 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
815 {
816         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
817 }
818
819 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
820 {
821         return page->_last_cpupid;
822 }
823 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
824 {
825         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
826 }
827 #else
828 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
829 {
830         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
831 }
832
833 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
834
835 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
836 {
837         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
838
839         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
840         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
841 }
842 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
843 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
844 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
845 {
846         return page_to_nid(page); /* XXX */
847 }
848
849 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
850 {
851         return page_to_nid(page); /* XXX */
852 }
853
854 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
855 {
856         return -1;
857 }
858
859 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
860 {
861         return -1;
862 }
863
864 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
865 {
866         return -1;
867 }
868
869 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
870 {
871         return -1;
872 }
873
874 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
875 {
876         return 1;
877 }
878
879 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
880 {
881 }
882
883 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
884 {
885         return false;
886 }
887 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
888
889 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
890 {
891         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
892 }
893
894 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
895 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
896 {
897         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
898         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
899 }
900
901 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
902 {
903         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
904 }
905 #endif
906
907 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
908 {
909         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
910         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
911 }
912
913 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
914 {
915         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
916         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
917 }
918
919 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
920         unsigned long node, unsigned long pfn)
921 {
922         set_page_zone(page, zone);
923         set_page_node(page, node);
924 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
925         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
926 #endif
927 }
928
929 /*
930  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
931  */
932 #include <linux/vmstat.h>
933
934 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
935 {
936         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
937 }
938
939 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
940 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
941 #endif
942
943 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
944 static inline void *page_address(const struct page *page)
945 {
946         return page->virtual;
947 }
948 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
949 {
950         page->virtual = address;
951 }
952 #define page_address_init()  do { } while(0)
953 #endif
954
955 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
956 void *page_address(const struct page *page);
957 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
958 void page_address_init(void);
959 #endif
960
961 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
962 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
963 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
964 #define page_address_init()  do { } while(0)
965 #endif
966
967 extern void *page_rmapping(struct page *page);
968 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
969 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
970
971 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
972
973 static inline
974 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
975 {
976         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
977                 return __page_file_mapping(page);
978
979         return page->mapping;
980 }
981
982 /*
983  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
984  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
985  */
986 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
987 {
988         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
989                 return page_private(page);
990         return page->index;
991 }
992
993 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
994
995 /*
996  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
997  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
998  */
999 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
1000 {
1001         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1002                 return __page_file_index(page);
1003
1004         return page->index;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1009  */
1010 static inline int page_mapped(struct page *page)
1011 {
1012         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Return true only if the page has been allocated with
1017  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1018  * met implying that the system is under some pressure.
1019  */
1020 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1021 {
1022         /*
1023          * Page index cannot be this large so this must be
1024          * a pfmemalloc page.
1025          */
1026         return page->index == -1UL;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1031  * page.
1032  */
1033 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1034 {
1035         page->index = -1UL;
1036 }
1037
1038 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1039 {
1040         page->index = 0;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1045  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1046  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1047  */
1048
1049 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1050
1051 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1052 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1053 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1054 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1055 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1056 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1057 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1058
1059 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1060 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1061 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1062 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1063
1064 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1065
1066 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1067                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1068                          VM_FAULT_FALLBACK)
1069
1070 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1071 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1072 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1073
1074 /*
1075  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1076  */
1077 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1078
1079 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1080
1081 /*
1082  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1083  * various contexts.
1084  */
1085 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1086
1087 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1088 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1089
1090 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1091 #ifdef CONFIG_SHMEM
1092 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1093 #else
1094 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1095 {
1096         return false;
1097 }
1098 #endif
1099
1100 extern int can_do_mlock(void);
1101 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1102 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1103
1104 /*
1105  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1106  */
1107 struct zap_details {
1108         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1109         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1110         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1111 };
1112
1113 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1114                 pte_t pte);
1115
1116 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1117                 unsigned long size);
1118 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1119                 unsigned long size, struct zap_details *);
1120 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1121                 unsigned long start, unsigned long end);
1122
1123 /**
1124  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1125  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1126  *             this handler is required to be able to handle
1127  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1128  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1129  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1130  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1131  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1132  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1133  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1134  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1135  *             and a negative one means "abort current page table walk
1136  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1137  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1138  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1139  * @private:   private data for callbacks' usage
1140  *
1141  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1142  */
1143 struct mm_walk {
1144         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1145                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1146         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1147                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1148         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1149                         struct mm_walk *walk);
1150         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1151                              unsigned long addr, unsigned long next,
1152                              struct mm_walk *walk);
1153         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1154                         struct mm_walk *walk);
1155         struct mm_struct *mm;
1156         struct vm_area_struct *vma;
1157         void *private;
1158 };
1159
1160 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1161                 struct mm_walk *walk);
1162 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1163 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1164                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1165 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1166                         struct vm_area_struct *vma);
1167 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1168                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1169 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1170         unsigned long *pfn);
1171 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1172                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1173 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1174                         void *buf, int len, int write);
1175
1176 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1177                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1178 {
1179         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1180 }
1181
1182 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1183 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1184 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1185 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1186 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1187 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1188 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1189
1190 #ifdef CONFIG_MMU
1191 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1192                         unsigned long address, unsigned int flags);
1193 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1194                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1195 #else
1196 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1197                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1198                         unsigned int flags)
1199 {
1200         /* should never happen if there's no MMU */
1201         BUG();
1202         return VM_FAULT_SIGBUS;
1203 }
1204 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1205                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1206                 unsigned int fault_flags)
1207 {
1208         /* should never happen if there's no MMU */
1209         BUG();
1210         return -EFAULT;
1211 }
1212 #endif
1213
1214 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1215 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1216                 void *buf, int len, int write);
1217
1218 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1219                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1220                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1221                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1222 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1223                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1224                     int write, int force, struct page **pages,
1225                     struct vm_area_struct **vmas);
1226 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1227                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1228                     int write, int force, struct page **pages,
1229                     int *locked);
1230 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1231                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1232                                int write, int force, struct page **pages,
1233                                unsigned int gup_flags);
1234 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1235                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1236                     int write, int force, struct page **pages);
1237 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1238                         struct page **pages);
1239 struct kvec;
1240 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1241                         struct page **pages);
1242 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1243 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1244
1245 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1246 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1247                               unsigned int length);
1248
1249 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1250 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1251 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1252                                 struct page *page);
1253 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping,
1254                           struct mem_cgroup *memcg);
1255 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1256                           struct mem_cgroup *memcg, struct bdi_writeback *wb);
1257 int set_page_dirty(struct page *page);
1258 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1259 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1260 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1261
1262 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1263
1264 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1265 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1266 {
1267         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1268 }
1269
1270 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1271                                              unsigned long addr)
1272 {
1273         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1274                 (vma->vm_start == addr) &&
1275                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1276 }
1277
1278 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1279 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1280 {
1281         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1282 }
1283
1284 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1285                                            unsigned long addr)
1286 {
1287         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1288                 (vma->vm_end == addr) &&
1289                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1290 }
1291
1292 extern struct task_struct *task_of_stack(struct task_struct *task,
1293                                 struct vm_area_struct *vma, bool in_group);
1294
1295 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1296                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1297                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1298                 bool need_rmap_locks);
1299 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1300                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1301                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1302 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1303                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1304                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1305
1306 /*
1307  * doesn't attempt to fault and will return short.
1308  */
1309 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1310                           struct page **pages);
1311 /*
1312  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1313  */
1314 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1315 {
1316         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1317
1318 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1319         /*
1320          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1321          * But it's never be expected number for users.
1322          */
1323         if (val < 0)
1324                 val = 0;
1325 #endif
1326         return (unsigned long)val;
1327 }
1328
1329 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1330 {
1331         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1332 }
1333
1334 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1335 {
1336         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1337 }
1338
1339 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1340 {
1341         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1342 }
1343
1344 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1345 {
1346         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1347                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1348 }
1349
1350 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1351 {
1352         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1353 }
1354
1355 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1356 {
1357         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1358 }
1359
1360 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1361 {
1362         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1363
1364         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1365                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1366 }
1367
1368 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1369 {
1370         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1371                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1372 }
1373
1374 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1375 {
1376         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1377 }
1378
1379 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1380                                          struct mm_struct *mm)
1381 {
1382         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1383
1384         if (*maxrss < hiwater_rss)
1385                 *maxrss = hiwater_rss;
1386 }
1387
1388 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1389 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1390 #else
1391 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1392 {
1393 }
1394 #endif
1395
1396 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1397
1398 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1399                                spinlock_t **ptl);
1400 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1401                                     spinlock_t **ptl)
1402 {
1403         pte_t *ptep;
1404         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1405         return ptep;
1406 }
1407
1408 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1409 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1410                                                 unsigned long address)
1411 {
1412         return 0;
1413 }
1414 #else
1415 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1416 #endif
1417
1418 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1419 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1420                                                 unsigned long address)
1421 {
1422         return 0;
1423 }
1424
1425 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1426
1427 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1428 {
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1433 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1434
1435 #else
1436 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1437
1438 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1439 {
1440         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1441 }
1442
1443 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1444 {
1445         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1446 }
1447
1448 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1449 {
1450         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1451 }
1452
1453 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1454 {
1455         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1456 }
1457 #endif
1458
1459 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1460                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1461 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1462
1463 /*
1464  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1465  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1466  */
1467 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1468 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1469 {
1470         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1471                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1472 }
1473
1474 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1475 {
1476         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1477                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1478 }
1479 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1480
1481 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1482 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1483 void __init ptlock_cache_init(void);
1484 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1485 extern void ptlock_free(struct page *page);
1486
1487 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1488 {
1489         return page->ptl;
1490 }
1491 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1492 static inline void ptlock_cache_init(void)
1493 {
1494 }
1495
1496 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1497 {
1498         return true;
1499 }
1500
1501 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1502 {
1503 }
1504
1505 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1506 {
1507         return &page->ptl;
1508 }
1509 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1510
1511 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1512 {
1513         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1514 }
1515
1516 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1517 {
1518         /*
1519          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1520          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1521          *
1522          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1523          * slab code uses page->slab_cache and page->first_page (for tail
1524          * pages), which share storage with page->ptl.
1525          */
1526         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1527         if (!ptlock_alloc(page))
1528                 return false;
1529         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1530         return true;
1531 }
1532
1533 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1534 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1535 {
1536         page->mapping = NULL;
1537         ptlock_free(page);
1538 }
1539
1540 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1541 /*
1542  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1543  */
1544 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1545 {
1546         return &mm->page_table_lock;
1547 }
1548 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1549 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1550 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1551 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1552
1553 static inline void pgtable_init(void)
1554 {
1555         ptlock_cache_init();
1556         pgtable_cache_init();
1557 }
1558
1559 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1560 {
1561         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1562         return ptlock_init(page);
1563 }
1564
1565 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1566 {
1567         pte_lock_deinit(page);
1568         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1569 }
1570
1571 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1572 ({                                                      \
1573         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1574         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1575         *(ptlp) = __ptl;                                \
1576         spin_lock(__ptl);                               \
1577         __pte;                                          \
1578 })
1579
1580 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1581         spin_unlock(ptl);                               \
1582         pte_unmap(pte);                                 \
1583 } while (0)
1584
1585 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1586         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1587                                                         pmd, address))? \
1588          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1589
1590 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1591         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1592                                                         pmd, address))? \
1593                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1594
1595 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1596         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1597                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1598
1599 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1600
1601 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1602 {
1603         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1604         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1605 }
1606
1607 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1608 {
1609         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1610 }
1611
1612 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1613 {
1614 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1615         page->pmd_huge_pte = NULL;
1616 #endif
1617         return ptlock_init(page);
1618 }
1619
1620 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1621 {
1622 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1623         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1624 #endif
1625         ptlock_free(page);
1626 }
1627
1628 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1629
1630 #else
1631
1632 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1633 {
1634         return &mm->page_table_lock;
1635 }
1636
1637 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1638 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1639
1640 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1641
1642 #endif
1643
1644 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1645 {
1646         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1647         spin_lock(ptl);
1648         return ptl;
1649 }
1650
1651 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1652 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1653                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1654 extern void free_initmem(void);
1655
1656 /*
1657  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1658  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1659  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1660  * Return pages freed into the buddy system.
1661  */
1662 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1663                                         int poison, char *s);
1664
1665 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1666 /*
1667  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1668  * and totalram_pages.
1669  */
1670 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1671 #endif
1672
1673 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1674 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1675
1676 extern void reserve_bootmem_region(unsigned long start, unsigned long end);
1677
1678 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1679 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1680 {
1681         ClearPageReserved(page);
1682         init_page_count(page);
1683         __free_page(page);
1684 }
1685
1686 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1687 {
1688         __free_reserved_page(page);
1689         adjust_managed_page_count(page, 1);
1690 }
1691
1692 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1693 {
1694         SetPageReserved(page);
1695         adjust_managed_page_count(page, -1);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1700  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1701  * range [0, UCHAR_MAX].
1702  * Return pages freed into the buddy system.
1703  */
1704 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1705 {
1706         extern char __init_begin[], __init_end[];
1707
1708         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1709                                   poison, "unused kernel");
1710 }
1711
1712 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1713 {
1714         int nid;
1715         unsigned long phys_pages = 0;
1716
1717         for_each_online_node(nid)
1718                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1719
1720         return phys_pages;
1721 }
1722
1723 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1724 /*
1725  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1726  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1727  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1728  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1729  * free_area_init_node()
1730  *
1731  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1732  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1733  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1734  * usage, an architecture is expected to do something like
1735  *
1736  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1737  *                                                       max_highmem_pfn};
1738  * for_each_valid_physical_page_range()
1739  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1740  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1741  *
1742  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1743  * registered physical page range.  Similarly
1744  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1745  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1746  *
1747  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1748  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1749  */
1750 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1751 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1752 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1753                                                 unsigned long end_pfn);
1754 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1755                                                 unsigned long end_pfn);
1756 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1757                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1758 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1759 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1760                                                 unsigned long max_low_pfn);
1761 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1762
1763 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1764
1765 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1766     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1767 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1768                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1769 {
1770         return 0;
1771 }
1772 #else
1773 /* please see mm/page_alloc.c */
1774 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1775 /* there is a per-arch backend function. */
1776 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1777                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
1778 #endif
1779
1780 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1781 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1782                                 unsigned long, enum memmap_context);
1783 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1784 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1785 extern void mem_init(void);
1786 extern void __init mmap_init(void);
1787 extern void show_mem(unsigned int flags);
1788 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1789 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1790
1791 extern __printf(3, 4)
1792 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1793
1794 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1795
1796 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1797 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1798
1799 /* page_alloc.c */
1800 extern int min_free_kbytes;
1801
1802 /* nommu.c */
1803 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1804 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1805
1806 /* interval_tree.c */
1807 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1808                               struct rb_root *root);
1809 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1810                                     struct vm_area_struct *prev,
1811                                     struct rb_root *root);
1812 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1813                               struct rb_root *root);
1814 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1815                                 unsigned long start, unsigned long last);
1816 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1817                                 unsigned long start, unsigned long last);
1818
1819 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1820         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1821              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1822
1823 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1824                                    struct rb_root *root);
1825 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1826                                    struct rb_root *root);
1827 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1828         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1829 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1830         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1831 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1832 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1833 #endif
1834
1835 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1836         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1837              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1838
1839 /* mmap.c */
1840 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1841 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1842         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1843 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1844         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1845         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1846         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
1847 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1848 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1849         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1850 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1851 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1852         struct rb_node **, struct rb_node *);
1853 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1854 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1855         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1856         bool *need_rmap_locks);
1857 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1858
1859 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1860                                     unsigned long new,
1861                                     unsigned long start,
1862                                     unsigned long end_data,
1863                                     unsigned long start_data)
1864 {
1865         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1866                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1867                         return -ENOSPC;
1868         }
1869
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1874 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1875
1876 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1877 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1878
1879 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1880 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1881                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1882                                    unsigned long flags,
1883                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1884 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1885 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1886                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1887                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1888
1889 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1890
1891 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1892         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1893 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1894         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1895         unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1896 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1897
1898 #ifdef CONFIG_MMU
1899 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1900                          int ignore_errors);
1901 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1902 {
1903         /* Ignore errors */
1904         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1905 }
1906 #else
1907 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1908 #endif
1909
1910 /* These take the mm semaphore themselves */
1911 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1912 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1913 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1914         unsigned long, unsigned long,
1915         unsigned long, unsigned long);
1916
1917 struct vm_unmapped_area_info {
1918 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1919         unsigned long flags;
1920         unsigned long length;
1921         unsigned long low_limit;
1922         unsigned long high_limit;
1923         unsigned long align_mask;
1924         unsigned long align_offset;
1925 };
1926
1927 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1928 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1929
1930 /*
1931  * Search for an unmapped address range.
1932  *
1933  * We are looking for a range that:
1934  * - does not intersect with any VMA;
1935  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1936  * - is at least the desired size.
1937  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1938  */
1939 static inline unsigned long
1940 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1941 {
1942         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1943                 return unmapped_area_topdown(info);
1944         else
1945                 return unmapped_area(info);
1946 }
1947
1948 /* truncate.c */
1949 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1950 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1951                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1952 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1953
1954 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1955 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1956 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1957 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1958
1959 /* mm/page-writeback.c */
1960 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1961 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1962
1963 /* readahead.c */
1964 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1965 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1966
1967 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1968                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1969
1970 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1971                                struct file_ra_state *ra,
1972                                struct file *filp,
1973                                pgoff_t offset,
1974                                unsigned long size);
1975
1976 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1977                                 struct file_ra_state *ra,
1978                                 struct file *filp,
1979                                 struct page *pg,
1980                                 pgoff_t offset,
1981                                 unsigned long size);
1982
1983 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1984
1985 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1986 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1987
1988 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1989 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1990                 unsigned long address);
1991 #if VM_GROWSUP
1992 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1993 #else
1994   #define expand_upwards(vma, address) (0)
1995 #endif
1996
1997 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1998 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1999 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2000                                              struct vm_area_struct **pprev);
2001
2002 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2003    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2004 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2005 {
2006         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2007
2008         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2009                 vma = NULL;
2010         return vma;
2011 }
2012
2013 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2014 {
2015         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2016 }
2017
2018 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2019 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2020                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2021 {
2022         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2023
2024         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2025                 vma = NULL;
2026
2027         return vma;
2028 }
2029
2030 #ifdef CONFIG_MMU
2031 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2032 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2033 #else
2034 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2035 {
2036         return __pgprot(0);
2037 }
2038 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2039 {
2040         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2041 }
2042 #endif
2043
2044 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2045 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2046                         unsigned long start, unsigned long end);
2047 #endif
2048
2049 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2050 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2051                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2052 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2053 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2054                         unsigned long pfn);
2055 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2056                         unsigned long pfn);
2057 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2058
2059
2060 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2061                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2062                               unsigned int *page_mask);
2063
2064 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2065                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2066 {
2067         unsigned int unused_page_mask;
2068         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2069 }
2070
2071 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2072 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2073 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2074 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2075 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2076 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2077                                  * and return without waiting upon it */
2078 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2079 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2080 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2081 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2082 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2083 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2084
2085 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2086                         void *data);
2087 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2088                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2089
2090 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2091 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2092 #else
2093 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2094                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2095 {
2096         mm->total_vm += pages;
2097 }
2098 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2099
2100 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2101 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2102 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2103
2104 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2105 {
2106         return _debug_pagealloc_enabled;
2107 }
2108
2109 static inline void
2110 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2111 {
2112         if (!debug_pagealloc_enabled())
2113                 return;
2114
2115         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2116 }
2117 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2118 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2119 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2120 #else
2121 static inline void
2122 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2123 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2124 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2125 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2126 #endif
2127
2128 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2129 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2130 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2131 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2132 #else
2133 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2134 {
2135         return NULL;
2136 }
2137 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2138 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2139 {
2140         return 0;
2141 }
2142 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2143
2144 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2145 extern int sysctl_drop_caches;
2146 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2147                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2148 #endif
2149
2150 void drop_slab(void);
2151 void drop_slab_node(int nid);
2152
2153 #ifndef CONFIG_MMU
2154 #define randomize_va_space 0
2155 #else
2156 extern int randomize_va_space;
2157 #endif
2158
2159 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2160 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2161
2162 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2163                                    unsigned long pnum_begin,
2164                                    unsigned long pnum_end,
2165                                    unsigned long map_count,
2166                                    int nodeid);
2167
2168 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2169 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2170 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2171 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2172 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2173 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2174 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2175 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2176 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2177                                int node);
2178 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2179 void vmemmap_populate_print_last(void);
2180 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2181 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2182 #endif
2183 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2184                                   unsigned long size);
2185
2186 enum mf_flags {
2187         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2188         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2189         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2190         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2191 };
2192 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2193 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2194 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2195 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2196 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2197 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2198 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2199 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2200 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2201
2202
2203 /*
2204  * Error handlers for various types of pages.
2205  */
2206 enum mf_result {
2207         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2208         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2209         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2210         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2211 };
2212
2213 enum mf_action_page_type {
2214         MF_MSG_KERNEL,
2215         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2216         MF_MSG_SLAB,
2217         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2218         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2219         MF_MSG_HUGE,
2220         MF_MSG_FREE_HUGE,
2221         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2222         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2223         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2224         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2225         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2226         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2227         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2228         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2229         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2230         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2231         MF_MSG_BUDDY,
2232         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2233         MF_MSG_UNKNOWN,
2234 };
2235
2236 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2237 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2238                             unsigned long addr,
2239                             unsigned int pages_per_huge_page);
2240 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2241                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2242                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2243 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2244
2245 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2246 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2247
2248 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2249 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2250 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2251
2252 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2253 {
2254         return _debug_guardpage_minorder;
2255 }
2256
2257 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2258 {
2259         return _debug_guardpage_enabled;
2260 }
2261
2262 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2263 {
2264         struct page_ext *page_ext;
2265
2266         if (!debug_guardpage_enabled())
2267                 return false;
2268
2269         page_ext = lookup_page_ext(page);
2270         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2271 }
2272 #else
2273 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2274 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2275 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2276 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2277
2278 #if MAX_NUMNODES > 1
2279 void __init setup_nr_node_ids(void);
2280 #else
2281 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2282 #endif
2283
2284 #endif /* __KERNEL__ */
2285 #endif /* _LINUX_MM_H */