Merge tag 'for-linus-3.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ericvh...
[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
22 struct mempolicy;
23 struct anon_vma;
24 struct anon_vma_chain;
25 struct file_ra_state;
26 struct user_struct;
27 struct writeback_control;
28
29 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
30 extern unsigned long max_mapnr;
31
32 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
33 {
34         max_mapnr = limit;
35 }
36 #else
37 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
38 #endif
39
40 extern unsigned long totalram_pages;
41 extern void * high_memory;
42 extern int page_cluster;
43
44 #ifdef CONFIG_SYSCTL
45 extern int sysctl_legacy_va_layout;
46 #else
47 #define sysctl_legacy_va_layout 0
48 #endif
49
50 #include <asm/page.h>
51 #include <asm/pgtable.h>
52 #include <asm/processor.h>
53
54 #ifndef __pa_symbol
55 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
56 #endif
57
58 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
59 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
60
61 extern int sysctl_overcommit_memory;
62 extern int sysctl_overcommit_ratio;
63 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
64
65 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
66                                     size_t *, loff_t *);
67 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
68                                     size_t *, loff_t *);
69
70 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
71
72 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
73 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
74
75 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
76 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
77
78 /*
79  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
80  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
81  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
82  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
83  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
84  * mmap() functions).
85  */
86
87 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
88
89 #ifndef CONFIG_MMU
90 extern struct rb_root nommu_region_tree;
91 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
92
93 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
94 #endif
95
96 /*
97  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
98  */
99 #define VM_NONE         0x00000000
100
101 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
102 #define VM_WRITE        0x00000002
103 #define VM_EXEC         0x00000004
104 #define VM_SHARED       0x00000008
105
106 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
107 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
108 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
109 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
110 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
111
112 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
113 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
114 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
115
116 #define VM_LOCKED       0x00002000
117 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
118
119                                         /* Used by sys_madvise() */
120 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
121 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
122
123 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
124 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
125 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
126 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
127 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
128 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
129 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
130 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
131
132 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
133 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
134 #else
135 # define VM_SOFTDIRTY   0
136 #endif
137
138 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
139 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
140 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
141 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
142
143 #if defined(CONFIG_X86)
144 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
145 #elif defined(CONFIG_PPC)
146 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
147 #elif defined(CONFIG_PARISC)
148 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
149 #elif defined(CONFIG_METAG)
150 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
151 #elif defined(CONFIG_IA64)
152 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
153 #elif !defined(CONFIG_MMU)
154 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
155 #endif
156
157 #ifndef VM_GROWSUP
158 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
159 #endif
160
161 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
162 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
163
164 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
165 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
166 #endif
167
168 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
169 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
170 #else
171 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
172 #endif
173
174 /*
175  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
176  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
177  */
178 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
179
180 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
181 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
182
183 /*
184  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
185  * low four bits) to a page protection mask..
186  */
187 extern pgprot_t protection_map[16];
188
189 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
190 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
191 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
192 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
193 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
194 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
195 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x40    /* second try */
196 #define FAULT_FLAG_USER         0x80    /* The fault originated in userspace */
197
198 /*
199  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
200  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
201  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
202  *
203  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
204  * is used, one may implement ->remap_pages to get nonlinear mapping support.
205  */
206 struct vm_fault {
207         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
208         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
209         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
210
211         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
212                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
213                                          * is set (which is also implied by
214                                          * VM_FAULT_ERROR).
215                                          */
216         /* for ->map_pages() only */
217         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
218                                          * max_pgoff inclusive */
219         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
220 };
221
222 /*
223  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
224  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
225  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
226  */
227 struct vm_operations_struct {
228         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
229         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
230         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
231         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
232
233         /* notification that a previously read-only page is about to become
234          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
235         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
236
237         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
238          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
239          */
240         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
241                       void *buf, int len, int write);
242 #ifdef CONFIG_NUMA
243         /*
244          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
245          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
246          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
247          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
248          * mempolicy.
249          */
250         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
251
252         /*
253          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
254          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
255          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
256          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
257          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
258          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
259          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
260          * policy.
261          */
262         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
263                                         unsigned long addr);
264         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
265                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
266 #endif
267         /* called by sys_remap_file_pages() to populate non-linear mapping */
268         int (*remap_pages)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
269                            unsigned long size, pgoff_t pgoff);
270 };
271
272 struct mmu_gather;
273 struct inode;
274
275 #define page_private(page)              ((page)->private)
276 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
277
278 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
279 static inline void set_freepage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
280 {
281         page->index = migratetype;
282 }
283
284 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
285 static inline int get_freepage_migratetype(struct page *page)
286 {
287         return page->index;
288 }
289
290 /*
291  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
292  * files which need it (119 of them)
293  */
294 #include <linux/page-flags.h>
295 #include <linux/huge_mm.h>
296
297 /*
298  * Methods to modify the page usage count.
299  *
300  * What counts for a page usage:
301  * - cache mapping   (page->mapping)
302  * - private data    (page->private)
303  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
304  *   is counted separately
305  *
306  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
307  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
308  */
309
310 /*
311  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
312  */
313 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
314 {
315         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
316         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
317 }
318
319 /*
320  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
321  * that is the case.
322  * This can be called when MMU is off so it must not access
323  * any of the virtual mappings.
324  */
325 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
326 {
327         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
328 }
329
330 /*
331  * Try to drop a ref unless the page has a refcount of one, return false if
332  * that is the case.
333  * This is to make sure that the refcount won't become zero after this drop.
334  * This can be called when MMU is off so it must not access
335  * any of the virtual mappings.
336  */
337 static inline int put_page_unless_one(struct page *page)
338 {
339         return atomic_add_unless(&page->_count, -1, 1);
340 }
341
342 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
343
344 /* Support for virtually mapped pages */
345 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
346 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
347
348 /*
349  * Determine if an address is within the vmalloc range
350  *
351  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
352  * is no special casing required.
353  */
354 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
355 {
356 #ifdef CONFIG_MMU
357         unsigned long addr = (unsigned long)x;
358
359         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
360 #else
361         return 0;
362 #endif
363 }
364 #ifdef CONFIG_MMU
365 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
366 #else
367 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
368 {
369         return 0;
370 }
371 #endif
372
373 static inline void compound_lock(struct page *page)
374 {
375 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
376         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
377         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
378 #endif
379 }
380
381 static inline void compound_unlock(struct page *page)
382 {
383 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
384         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
385         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
386 #endif
387 }
388
389 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
390 {
391         unsigned long uninitialized_var(flags);
392 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
393         local_irq_save(flags);
394         compound_lock(page);
395 #endif
396         return flags;
397 }
398
399 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
400                                               unsigned long flags)
401 {
402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
403         compound_unlock(page);
404         local_irq_restore(flags);
405 #endif
406 }
407
408 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
409 {
410         if (unlikely(PageTail(page))) {
411                 struct page *head = page->first_page;
412
413                 /*
414                  * page->first_page may be a dangling pointer to an old
415                  * compound page, so recheck that it is still a tail
416                  * page before returning.
417                  */
418                 smp_rmb();
419                 if (likely(PageTail(page)))
420                         return head;
421         }
422         return page;
423 }
424
425 /*
426  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
427  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
428  * and atomic_add_negative(-1).
429  */
430 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
431 {
432         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
433 }
434
435 static inline int page_mapcount(struct page *page)
436 {
437         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
438 }
439
440 static inline int page_count(struct page *page)
441 {
442         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
446 extern int PageHeadHuge(struct page *page_head);
447 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
448 static inline int PageHeadHuge(struct page *page_head)
449 {
450         return 0;
451 }
452 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
453
454 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
455 {
456         return !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
457 }
458
459 /*
460  * This takes a head page as parameter and tells if the
461  * tail page reference counting can be skipped.
462  *
463  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
464  * any given page where they return true here, until all tail pins
465  * have been released.
466  */
467 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
468 {
469         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
470         return __compound_tail_refcounted(page);
471 }
472
473 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
474 {
475         /*
476          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
477          */
478         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
479         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
480         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
481         if (compound_tail_refcounted(page->first_page))
482                 atomic_inc(&page->_mapcount);
483 }
484
485 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
486
487 static inline void get_page(struct page *page)
488 {
489         if (unlikely(PageTail(page)))
490                 if (likely(__get_page_tail(page)))
491                         return;
492         /*
493          * Getting a normal page or the head of a compound page
494          * requires to already have an elevated page->_count.
495          */
496         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
497         atomic_inc(&page->_count);
498 }
499
500 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
501 {
502         struct page *page = virt_to_page(x);
503         return compound_head(page);
504 }
505
506 /*
507  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
508  * the first time (boot or memory hotplug)
509  */
510 static inline void init_page_count(struct page *page)
511 {
512         atomic_set(&page->_count, 1);
513 }
514
515 /*
516  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
517  * (see mm/page_alloc.c).
518  *
519  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
520  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
521  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
522  * efficiently by most CPU architectures.
523  */
524 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
525
526 static inline int PageBuddy(struct page *page)
527 {
528         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
529 }
530
531 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
532 {
533         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_mapcount) != -1, page);
534         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
535 }
536
537 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
538 {
539         VM_BUG_ON_PAGE(!PageBuddy(page), page);
540         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
541 }
542
543 void put_page(struct page *page);
544 void put_pages_list(struct list_head *pages);
545
546 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
547 int split_free_page(struct page *page);
548
549 /*
550  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
551  * prototype for that function and accessor functions.
552  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
553  */
554 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
555
556 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
557                                                 compound_page_dtor *dtor)
558 {
559         page[1].lru.next = (void *)dtor;
560 }
561
562 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
563 {
564         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
565 }
566
567 static inline int compound_order(struct page *page)
568 {
569         if (!PageHead(page))
570                 return 0;
571         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
572 }
573
574 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
575 {
576         page[1].lru.prev = (void *)order;
577 }
578
579 #ifdef CONFIG_MMU
580 /*
581  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
582  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
583  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
584  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
585  */
586 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
587 {
588         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
589                 pte = pte_mkwrite(pte);
590         return pte;
591 }
592
593 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
594                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
595 #endif
596
597 /*
598  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
599  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
600  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
601  * only one copy in memory, at most, normally.
602  *
603  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
604  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
605  *   freelist management in the buddy allocator.
606  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
607  *
608  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
609  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
610  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
611  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
612  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
613  *
614  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
615  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
616  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
617  * and page->virtual store page management information, but all other fields
618  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
619  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
620  * subsequently been given references to it.
621  *
622  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
623  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
624  * The following discussion applies only to them.
625  *
626  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
627  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
628  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
629  * into the filesystem to release these pages.
630  *
631  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
632  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
633  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
634  *
635  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
636  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
637  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
638  *
639  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
640  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
641  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
642  *
643  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
644  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
645  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
646  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
647  *
648  * All pagecache pages may be subject to I/O:
649  * - inode pages may need to be read from disk,
650  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
651  *   to be written back to the inode on disk,
652  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
653  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
654  *   back into memory.
655  */
656
657 /*
658  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
659  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
660  */
661
662 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
663 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
664 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
665 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
666 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
667
668 /*
669  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
670  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
671  * the compiler will optimise away reference to them.
672  */
673 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
674 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
675 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
676 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
677
678 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
679 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
680 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
681 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
682                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
683 #else
684 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
685 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
686                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
687 #endif
688
689 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
690
691 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
692 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
693 #endif
694
695 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
696 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
697 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
698 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
699 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
700
701 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
702 {
703         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
704 }
705
706 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
707 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
708 #endif
709
710 /*
711  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
712  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
713  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
714  * node id available in page flags.
715  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
716  * pages in a zone.
717  */
718 static inline int page_zone_id(struct page *page)
719 {
720         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
721 }
722
723 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
724 {
725 #ifdef CONFIG_NUMA
726         return zone->node;
727 #else
728         return 0;
729 #endif
730 }
731
732 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
733 extern int page_to_nid(const struct page *page);
734 #else
735 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
736 {
737         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
738 }
739 #endif
740
741 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
742 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
743 {
744         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
745 }
746
747 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
748 {
749         return cpupid & LAST__PID_MASK;
750 }
751
752 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
753 {
754         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
755 }
756
757 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
758 {
759         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
760 }
761
762 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
763 {
764         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
765 }
766
767 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
768 {
769         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
770 }
771
772 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
773 {
774         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
775 }
776
777 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
778 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
779 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
780 {
781         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
782 }
783
784 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
785 {
786         return page->_last_cpupid;
787 }
788 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
789 {
790         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
791 }
792 #else
793 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
794 {
795         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
796 }
797
798 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
799
800 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
801 {
802         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
803
804         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
805         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
806 }
807 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
808 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
809 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
810 {
811         return page_to_nid(page); /* XXX */
812 }
813
814 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
815 {
816         return page_to_nid(page); /* XXX */
817 }
818
819 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
820 {
821         return -1;
822 }
823
824 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
825 {
826         return -1;
827 }
828
829 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
830 {
831         return -1;
832 }
833
834 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
835 {
836         return -1;
837 }
838
839 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
840 {
841         return 1;
842 }
843
844 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
845 {
846 }
847
848 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
849 {
850         return false;
851 }
852 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
853
854 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
855 {
856         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
857 }
858
859 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
860 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
861 {
862         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
863         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
864 }
865
866 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
867 {
868         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
869 }
870 #endif
871
872 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
873 {
874         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
875         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
876 }
877
878 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
879 {
880         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
881         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
882 }
883
884 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
885         unsigned long node, unsigned long pfn)
886 {
887         set_page_zone(page, zone);
888         set_page_node(page, node);
889 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
890         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
891 #endif
892 }
893
894 /*
895  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
896  */
897 #include <linux/vmstat.h>
898
899 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
900 {
901         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
902 }
903
904 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
905 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
906 #endif
907
908 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
909 static inline void *page_address(const struct page *page)
910 {
911         return page->virtual;
912 }
913 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
914 {
915         page->virtual = address;
916 }
917 #define page_address_init()  do { } while(0)
918 #endif
919
920 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
921 void *page_address(const struct page *page);
922 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
923 void page_address_init(void);
924 #endif
925
926 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
927 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
928 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
929 #define page_address_init()  do { } while(0)
930 #endif
931
932 /*
933  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
934  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
935  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
936  *
937  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
938  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
939  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
940  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
941  *
942  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
943  *
944  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
945  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
946  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
947  */
948 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
949 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
950 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
951
952 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
953
954 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
955 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
956 {
957         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
958 }
959
960 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
961
962 static inline
963 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
964 {
965         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
966                 return __page_file_mapping(page);
967
968         return page->mapping;
969 }
970
971 static inline int PageAnon(struct page *page)
972 {
973         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
974 }
975
976 /*
977  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
978  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
979  */
980 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
981 {
982         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
983                 return page_private(page);
984         return page->index;
985 }
986
987 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
988
989 /*
990  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
991  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
992  */
993 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
994 {
995         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
996                 return __page_file_index(page);
997
998         return page->index;
999 }
1000
1001 /*
1002  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1003  */
1004 static inline int page_mapped(struct page *page)
1005 {
1006         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1011  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1012  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1013  */
1014
1015 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1016
1017 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1018 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1019 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1020 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1021 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1022 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1023
1024 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1025 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1026 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1027 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1028
1029 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1030
1031 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
1032                          VM_FAULT_FALLBACK | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
1033
1034 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1035 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1036 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1037
1038 /*
1039  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1040  */
1041 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1042
1043 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1044
1045 /*
1046  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1047  * various contexts.
1048  */
1049 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1050
1051 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1052 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1053
1054 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1055 #ifdef CONFIG_SHMEM
1056 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1057 #else
1058 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1059 {
1060         return false;
1061 }
1062 #endif
1063
1064 extern int can_do_mlock(void);
1065 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1066 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1067
1068 /*
1069  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1070  */
1071 struct zap_details {
1072         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
1073         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1074         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1075         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1076 };
1077
1078 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1079                 pte_t pte);
1080
1081 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1082                 unsigned long size);
1083 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1084                 unsigned long size, struct zap_details *);
1085 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1086                 unsigned long start, unsigned long end);
1087
1088 /**
1089  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1090  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
1091  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1092  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1093  *             this handler is required to be able to handle
1094  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1095  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1096  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1097  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1098  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1099  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
1100  *                            is used.
1101  *
1102  * (see walk_page_range for more details)
1103  */
1104 struct mm_walk {
1105         int (*pgd_entry)(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
1106                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1107         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1108                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1109         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1110                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1111         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1112                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1113         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1114                         struct mm_walk *walk);
1115         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1116                              unsigned long addr, unsigned long next,
1117                              struct mm_walk *walk);
1118         struct mm_struct *mm;
1119         void *private;
1120 };
1121
1122 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1123                 struct mm_walk *walk);
1124 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1125                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1126 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1127                         struct vm_area_struct *vma);
1128 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1129                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1130 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1131         unsigned long *pfn);
1132 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1133                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1134 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1135                         void *buf, int len, int write);
1136
1137 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1138                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1139 {
1140         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1141 }
1142
1143 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1144 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1145 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1146 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1147 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1148 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1149
1150 #ifdef CONFIG_MMU
1151 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1152                         unsigned long address, unsigned int flags);
1153 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1154                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1155 #else
1156 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1157                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1158                         unsigned int flags)
1159 {
1160         /* should never happen if there's no MMU */
1161         BUG();
1162         return VM_FAULT_SIGBUS;
1163 }
1164 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1165                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1166                 unsigned int fault_flags)
1167 {
1168         /* should never happen if there's no MMU */
1169         BUG();
1170         return -EFAULT;
1171 }
1172 #endif
1173
1174 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1175 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1176                 void *buf, int len, int write);
1177
1178 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1179                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1180                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1181                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1182 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1183                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1184                     int write, int force, struct page **pages,
1185                     struct vm_area_struct **vmas);
1186 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1187                         struct page **pages);
1188 struct kvec;
1189 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1190                         struct page **pages);
1191 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1192 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1193
1194 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1195 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1196                               unsigned int length);
1197
1198 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1199 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1200 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1201                                 struct page *page);
1202 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1203 void account_page_writeback(struct page *page);
1204 int set_page_dirty(struct page *page);
1205 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1206 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1207
1208 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1209 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1210 {
1211         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1212 }
1213
1214 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1215                                              unsigned long addr)
1216 {
1217         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1218                 (vma->vm_start == addr) &&
1219                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1220 }
1221
1222 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1223 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1224 {
1225         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1226 }
1227
1228 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1229                                            unsigned long addr)
1230 {
1231         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1232                 (vma->vm_end == addr) &&
1233                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1234 }
1235
1236 extern pid_t
1237 vm_is_stack(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, int in_group);
1238
1239 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1240                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1241                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1242                 bool need_rmap_locks);
1243 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1244                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1245                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1246 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1247                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1248                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1249
1250 /*
1251  * doesn't attempt to fault and will return short.
1252  */
1253 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1254                           struct page **pages);
1255 /*
1256  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1257  */
1258 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1259 {
1260         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1261
1262 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1263         /*
1264          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1265          * But it's never be expected number for users.
1266          */
1267         if (val < 0)
1268                 val = 0;
1269 #endif
1270         return (unsigned long)val;
1271 }
1272
1273 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1274 {
1275         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1276 }
1277
1278 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1279 {
1280         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1281 }
1282
1283 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1284 {
1285         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1286 }
1287
1288 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1289 {
1290         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1291                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1292 }
1293
1294 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1295 {
1296         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1297 }
1298
1299 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1300 {
1301         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1302 }
1303
1304 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1305 {
1306         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1307
1308         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1309                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1310 }
1311
1312 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1313 {
1314         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1315                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1316 }
1317
1318 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1319                                          struct mm_struct *mm)
1320 {
1321         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1322
1323         if (*maxrss < hiwater_rss)
1324                 *maxrss = hiwater_rss;
1325 }
1326
1327 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1328 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1329 #else
1330 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1331 {
1332 }
1333 #endif
1334
1335 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1336
1337 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1338                                spinlock_t **ptl);
1339 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1340                                     spinlock_t **ptl)
1341 {
1342         pte_t *ptep;
1343         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1344         return ptep;
1345 }
1346
1347 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1348 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1349                                                 unsigned long address)
1350 {
1351         return 0;
1352 }
1353 #else
1354 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1355 #endif
1356
1357 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1358 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1359                                                 unsigned long address)
1360 {
1361         return 0;
1362 }
1363 #else
1364 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1365 #endif
1366
1367 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1368                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1369 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1370
1371 /*
1372  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1373  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1374  */
1375 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1376 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1377 {
1378         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1379                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1380 }
1381
1382 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1383 {
1384         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1385                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1386 }
1387 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1388
1389 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1390 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1391 void __init ptlock_cache_init(void);
1392 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1393 extern void ptlock_free(struct page *page);
1394
1395 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1396 {
1397         return page->ptl;
1398 }
1399 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1400 static inline void ptlock_cache_init(void)
1401 {
1402 }
1403
1404 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1405 {
1406         return true;
1407 }
1408
1409 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1410 {
1411 }
1412
1413 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1414 {
1415         return &page->ptl;
1416 }
1417 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1418
1419 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1420 {
1421         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1422 }
1423
1424 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1425 {
1426         /*
1427          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1428          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1429          *
1430          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1431          * slab code uses page->slab_cache and page->first_page (for tail
1432          * pages), which share storage with page->ptl.
1433          */
1434         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1435         if (!ptlock_alloc(page))
1436                 return false;
1437         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1438         return true;
1439 }
1440
1441 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1442 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1443 {
1444         page->mapping = NULL;
1445         ptlock_free(page);
1446 }
1447
1448 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1449 /*
1450  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1451  */
1452 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1453 {
1454         return &mm->page_table_lock;
1455 }
1456 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1457 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1458 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1459 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1460
1461 static inline void pgtable_init(void)
1462 {
1463         ptlock_cache_init();
1464         pgtable_cache_init();
1465 }
1466
1467 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1468 {
1469         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1470         return ptlock_init(page);
1471 }
1472
1473 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1474 {
1475         pte_lock_deinit(page);
1476         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1477 }
1478
1479 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1480 ({                                                      \
1481         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1482         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1483         *(ptlp) = __ptl;                                \
1484         spin_lock(__ptl);                               \
1485         __pte;                                          \
1486 })
1487
1488 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1489         spin_unlock(ptl);                               \
1490         pte_unmap(pte);                                 \
1491 } while (0)
1492
1493 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1494         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1495                                                         pmd, address))? \
1496          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1497
1498 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1499         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1500                                                         pmd, address))? \
1501                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1502
1503 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1504         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1505                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1506
1507 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1508
1509 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1510 {
1511         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1512         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1513 }
1514
1515 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1516 {
1517         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1518 }
1519
1520 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1521 {
1522 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1523         page->pmd_huge_pte = NULL;
1524 #endif
1525         return ptlock_init(page);
1526 }
1527
1528 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1529 {
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1532 #endif
1533         ptlock_free(page);
1534 }
1535
1536 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1537
1538 #else
1539
1540 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1541 {
1542         return &mm->page_table_lock;
1543 }
1544
1545 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1546 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1547
1548 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1549
1550 #endif
1551
1552 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1553 {
1554         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1555         spin_lock(ptl);
1556         return ptl;
1557 }
1558
1559 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1560 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1561                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1562 extern void free_initmem(void);
1563
1564 /*
1565  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1566  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1567  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1568  * Return pages freed into the buddy system.
1569  */
1570 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1571                                         int poison, char *s);
1572
1573 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1574 /*
1575  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1576  * and totalram_pages.
1577  */
1578 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1579 #endif
1580
1581 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1582 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1583
1584 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1585 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1586 {
1587         ClearPageReserved(page);
1588         init_page_count(page);
1589         __free_page(page);
1590 }
1591
1592 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1593 {
1594         __free_reserved_page(page);
1595         adjust_managed_page_count(page, 1);
1596 }
1597
1598 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1599 {
1600         SetPageReserved(page);
1601         adjust_managed_page_count(page, -1);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1606  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1607  * range [0, UCHAR_MAX].
1608  * Return pages freed into the buddy system.
1609  */
1610 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1611 {
1612         extern char __init_begin[], __init_end[];
1613
1614         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1615                                   poison, "unused kernel");
1616 }
1617
1618 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1619 {
1620         int nid;
1621         unsigned long phys_pages = 0;
1622
1623         for_each_online_node(nid)
1624                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1625
1626         return phys_pages;
1627 }
1628
1629 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1630 /*
1631  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1632  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1633  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1634  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1635  * free_area_init_node()
1636  *
1637  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1638  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1639  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1640  * usage, an architecture is expected to do something like
1641  *
1642  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1643  *                                                       max_highmem_pfn};
1644  * for_each_valid_physical_page_range()
1645  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1646  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1647  *
1648  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1649  * registered physical page range.  Similarly
1650  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1651  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1652  *
1653  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1654  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1655  */
1656 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1657 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1658 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1659                                                 unsigned long end_pfn);
1660 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1661                                                 unsigned long end_pfn);
1662 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1663                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1664 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1665 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1666                                                 unsigned long max_low_pfn);
1667 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1668
1669 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1670
1671 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1672     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1673 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1674 {
1675         return 0;
1676 }
1677 #else
1678 /* please see mm/page_alloc.c */
1679 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1680 /* there is a per-arch backend function. */
1681 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1682 #endif
1683
1684 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1685 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1686                                 unsigned long, enum memmap_context);
1687 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1688 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1689 extern void mem_init(void);
1690 extern void __init mmap_init(void);
1691 extern void show_mem(unsigned int flags);
1692 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1693 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1694
1695 extern __printf(3, 4)
1696 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1697
1698 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1699
1700 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1701 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1702
1703 /* page_alloc.c */
1704 extern int min_free_kbytes;
1705
1706 /* nommu.c */
1707 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1708 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1709
1710 /* interval_tree.c */
1711 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1712                               struct rb_root *root);
1713 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1714                                     struct vm_area_struct *prev,
1715                                     struct rb_root *root);
1716 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1717                               struct rb_root *root);
1718 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1719                                 unsigned long start, unsigned long last);
1720 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1721                                 unsigned long start, unsigned long last);
1722
1723 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1724         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1725              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1726
1727 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1728                                         struct list_head *list)
1729 {
1730         list_add_tail(&vma->shared.nonlinear, list);
1731 }
1732
1733 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1734                                    struct rb_root *root);
1735 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1736                                    struct rb_root *root);
1737 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1738         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1739 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1740         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1741 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1742 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1743 #endif
1744
1745 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1746         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1747              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1748
1749 /* mmap.c */
1750 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1751 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1752         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1753 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1754         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1755         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1756         struct mempolicy *);
1757 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1758 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1759         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1760 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1761 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1762         struct rb_node **, struct rb_node *);
1763 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1764 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1765         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1766         bool *need_rmap_locks);
1767 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1768
1769 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1770 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1771
1772 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1773 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1774
1775 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1776 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1777                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1778                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1779 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1780                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1781                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1782
1783 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1784
1785 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1786         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1787 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1788         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1789         unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1790 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1791
1792 #ifdef CONFIG_MMU
1793 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1794                          int ignore_errors);
1795 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1796 {
1797         /* Ignore errors */
1798         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1799 }
1800 #else
1801 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1802 #endif
1803
1804 /* These take the mm semaphore themselves */
1805 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1806 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1807 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1808         unsigned long, unsigned long,
1809         unsigned long, unsigned long);
1810
1811 struct vm_unmapped_area_info {
1812 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1813         unsigned long flags;
1814         unsigned long length;
1815         unsigned long low_limit;
1816         unsigned long high_limit;
1817         unsigned long align_mask;
1818         unsigned long align_offset;
1819 };
1820
1821 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1822 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1823
1824 /*
1825  * Search for an unmapped address range.
1826  *
1827  * We are looking for a range that:
1828  * - does not intersect with any VMA;
1829  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1830  * - is at least the desired size.
1831  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1832  */
1833 static inline unsigned long
1834 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1835 {
1836         if (!(info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN))
1837                 return unmapped_area(info);
1838         else
1839                 return unmapped_area_topdown(info);
1840 }
1841
1842 /* truncate.c */
1843 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1844 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1845                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1846 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1847
1848 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1849 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1850 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1851 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1852
1853 /* mm/page-writeback.c */
1854 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1855 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1856
1857 /* readahead.c */
1858 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1859 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1860
1861 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1862                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1863
1864 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1865                                struct file_ra_state *ra,
1866                                struct file *filp,
1867                                pgoff_t offset,
1868                                unsigned long size);
1869
1870 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1871                                 struct file_ra_state *ra,
1872                                 struct file *filp,
1873                                 struct page *pg,
1874                                 pgoff_t offset,
1875                                 unsigned long size);
1876
1877 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1878
1879 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1880 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1881
1882 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1883 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1884                 unsigned long address);
1885 #if VM_GROWSUP
1886 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1887 #else
1888   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1889 #endif
1890
1891 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1892 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1893 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1894                                              struct vm_area_struct **pprev);
1895
1896 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1897    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1898 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1899 {
1900         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1901
1902         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1903                 vma = NULL;
1904         return vma;
1905 }
1906
1907 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1908 {
1909         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1910 }
1911
1912 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1913 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1914                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1915 {
1916         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1917
1918         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1919                 vma = NULL;
1920
1921         return vma;
1922 }
1923
1924 #ifdef CONFIG_MMU
1925 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1926 #else
1927 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1928 {
1929         return __pgprot(0);
1930 }
1931 #endif
1932
1933 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1934 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
1935                         unsigned long start, unsigned long end);
1936 #endif
1937
1938 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1939 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1940                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1941 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1942 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1943                         unsigned long pfn);
1944 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1945                         unsigned long pfn);
1946 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
1947
1948
1949 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
1950                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
1951                               unsigned int *page_mask);
1952
1953 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
1954                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
1955 {
1956         unsigned int unused_page_mask;
1957         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
1958 }
1959
1960 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1961 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1962 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1963 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1964 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1965 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1966                                  * and return without waiting upon it */
1967 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1968 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1969 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1970 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
1971 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
1972
1973 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1974                         void *data);
1975 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1976                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1977
1978 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1979 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1980 #else
1981 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1982                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1983 {
1984         mm->total_vm += pages;
1985 }
1986 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1987
1988 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1989 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1990 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1991 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1992 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1993 #else
1994 static inline void
1995 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1996 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1997 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1998 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1999 #endif
2000
2001 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2002 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2003 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2004 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2005 #else
2006 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2007 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
2008 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2009
2010 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2011 extern int sysctl_drop_caches;
2012 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2013                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2014 #endif
2015
2016 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
2017                           unsigned long nr_pages_scanned,
2018                           unsigned long lru_pages);
2019
2020 #ifndef CONFIG_MMU
2021 #define randomize_va_space 0
2022 #else
2023 extern int randomize_va_space;
2024 #endif
2025
2026 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2027 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2028
2029 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2030                                    unsigned long pnum_begin,
2031                                    unsigned long pnum_end,
2032                                    unsigned long map_count,
2033                                    int nodeid);
2034
2035 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2036 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2037 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2038 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2039 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2040 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2041 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2042 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2043 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2044                                int node);
2045 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2046 void vmemmap_populate_print_last(void);
2047 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2048 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2049 #endif
2050 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2051                                   unsigned long size);
2052
2053 enum mf_flags {
2054         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2055         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2056         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2057         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2058 };
2059 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2060 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2061 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2062 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2063 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2064 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2065 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2066 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2067
2068 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2069 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2070                             unsigned long addr,
2071                             unsigned int pages_per_huge_page);
2072 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2073                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2074                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2075 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2076
2077 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2078 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2079
2080 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2081 {
2082         return _debug_guardpage_minorder;
2083 }
2084
2085 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2086 {
2087         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
2088 }
2089 #else
2090 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2091 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2092 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2093
2094 #if MAX_NUMNODES > 1
2095 void __init setup_nr_node_ids(void);
2096 #else
2097 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2098 #endif
2099
2100 #endif /* __KERNEL__ */
2101 #endif /* _LINUX_MM_H */