Update to 3.4-final.
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/gfp.h>
9 #include <linux/bug.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/mmzone.h>
12 #include <linux/rbtree.h>
13 #include <linux/prio_tree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21
22 struct mempolicy;
23 struct anon_vma;
24 struct file_ra_state;
25 struct user_struct;
26 struct writeback_control;
27
28 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
29 extern unsigned long max_mapnr;
30 #endif
31
32 extern unsigned long num_physpages;
33 extern unsigned long totalram_pages;
34 extern void * high_memory;
35 extern int page_cluster;
36
37 #ifdef CONFIG_SYSCTL
38 extern int sysctl_legacy_va_layout;
39 #else
40 #define sysctl_legacy_va_layout 0
41 #endif
42
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/processor.h>
46
47 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
48
49 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
50 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
51
52 /*
53  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
54  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
55  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
56  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
57  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
58  * mmap() functions).
59  */
60
61 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
62
63 #ifndef CONFIG_MMU
64 extern struct rb_root nommu_region_tree;
65 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
66
67 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
68 #endif
69
70 /*
71  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
72  */
73 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
74 #define VM_WRITE        0x00000002
75 #define VM_EXEC         0x00000004
76 #define VM_SHARED       0x00000008
77
78 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
79 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
80 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
81 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
82 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
83
84 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
85 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
86 #define VM_GROWSUP      0x00000200
87 #else
88 #define VM_GROWSUP      0x00000000
89 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
90 #endif
91 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
92 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
93
94 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
95 #define VM_LOCKED       0x00002000
96 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
97
98                                         /* Used by sys_madvise() */
99 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
100 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
101
102 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
103 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
104 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
105 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
106 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
107 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
108 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
109 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
110 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
111 #else
112 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
113 #endif
114 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
115 #define VM_NODUMP       0x04000000      /* Do not include in the core dump */
116
117 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
118 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
119 #ifndef CONFIG_XEN
120 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
121 #else
122 #define VM_SAO          0
123 #define VM_FOREIGN      0x20000000      /* Has pages belonging to another VM */
124 #endif
125 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
126 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
127
128 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
129 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
130
131 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
132 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
133 #endif
134
135 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
136 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
137 #else
138 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
139 #endif
140
141 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
142 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
143 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
144 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
145 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
146
147 /*
148  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
149  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
150  */
151 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
152
153 #ifdef CONFIG_XEN
154 struct vm_foreign_map {
155         struct page **map;
156 };
157 #endif
158
159 /*
160  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
161  * low four bits) to a page protection mask..
162  */
163 extern pgprot_t protection_map[16];
164
165 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
166 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
167 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
168 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
169 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
170 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
171
172 /*
173  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
174  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
175  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
176  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
177  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
178  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
179  */
180 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
181 {
182         return !!(vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
183 }
184
185 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
186 {
187         return !!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
188 }
189
190 /*
191  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
192  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
193  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
194  *
195  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
196  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
197  * mapping support.
198  */
199 struct vm_fault {
200         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
201         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
202         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
203
204         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
205                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
206                                          * is set (which is also implied by
207                                          * VM_FAULT_ERROR).
208                                          */
209 };
210
211 /*
212  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
213  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
214  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
215  */
216 struct vm_operations_struct {
217         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
218         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
219         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
220
221         /* notification that a previously read-only page is about to become
222          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
223         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
224
225         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
226          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
227          */
228         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
229                       void *buf, int len, int write);
230
231 #ifdef CONFIG_XEN
232         /* Area-specific function for clearing the PTE at @ptep. Returns the
233          * original value of @ptep. */
234         pte_t (*zap_pte)(struct vm_area_struct *vma,
235                          unsigned long addr, pte_t *ptep, int is_fullmm);
236
237         /* called before close() to indicate no more pages should be mapped */
238         void (*unmap)(struct vm_area_struct *area);
239 #endif
240
241 #ifdef CONFIG_NUMA
242         /*
243          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
244          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
245          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
246          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
247          * mempolicy.
248          */
249         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
250
251         /*
252          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
253          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
254          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
255          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
256          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
257          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
258          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
259          * policy.
260          */
261         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
262                                         unsigned long addr);
263         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
264                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
265 #endif
266 };
267
268 struct mmu_gather;
269 struct inode;
270
271 #define page_private(page)              ((page)->private)
272 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
273
274 /*
275  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
276  * files which need it (119 of them)
277  */
278 #include <linux/page-flags.h>
279 #include <linux/huge_mm.h>
280
281 /*
282  * Methods to modify the page usage count.
283  *
284  * What counts for a page usage:
285  * - cache mapping   (page->mapping)
286  * - private data    (page->private)
287  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
288  *   is counted separately
289  *
290  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
291  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
292  */
293
294 /*
295  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
296  */
297 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
298 {
299         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
300         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
301 }
302
303 /*
304  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
305  * that is the case.
306  */
307 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
308 {
309         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
310 }
311
312 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
313
314 /* Support for virtually mapped pages */
315 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
316 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
317
318 /*
319  * Determine if an address is within the vmalloc range
320  *
321  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
322  * is no special casing required.
323  */
324 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
325 {
326 #ifdef CONFIG_MMU
327         unsigned long addr = (unsigned long)x;
328
329         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
330 #else
331         return 0;
332 #endif
333 }
334 #ifdef CONFIG_MMU
335 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
336 #else
337 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
338 {
339         return 0;
340 }
341 #endif
342
343 static inline void compound_lock(struct page *page)
344 {
345 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
346         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
347 #endif
348 }
349
350 static inline void compound_unlock(struct page *page)
351 {
352 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
353         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
354 #endif
355 }
356
357 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
358 {
359         unsigned long uninitialized_var(flags);
360 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
361         local_irq_save(flags);
362         compound_lock(page);
363 #endif
364         return flags;
365 }
366
367 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
368                                               unsigned long flags)
369 {
370 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
371         compound_unlock(page);
372         local_irq_restore(flags);
373 #endif
374 }
375
376 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
377 {
378         if (unlikely(PageTail(page)))
379                 return page->first_page;
380         return page;
381 }
382
383 /*
384  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
385  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
386  * and atomic_add_negative(-1).
387  */
388 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
389 {
390         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
391 }
392
393 static inline int page_mapcount(struct page *page)
394 {
395         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
396 }
397
398 static inline int page_count(struct page *page)
399 {
400         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
401 }
402
403 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
404 {
405         /*
406          * __split_huge_page_refcount() cannot run
407          * from under us.
408          */
409         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
410         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
411         atomic_inc(&page->_mapcount);
412 }
413
414 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
415
416 static inline void get_page(struct page *page)
417 {
418         if (unlikely(PageTail(page)))
419                 if (likely(__get_page_tail(page)))
420                         return;
421         /*
422          * Getting a normal page or the head of a compound page
423          * requires to already have an elevated page->_count.
424          */
425         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) <= 0);
426         atomic_inc(&page->_count);
427 }
428
429 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
430 {
431         struct page *page = virt_to_page(x);
432         return compound_head(page);
433 }
434
435 /*
436  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
437  * the first time (boot or memory hotplug)
438  */
439 static inline void init_page_count(struct page *page)
440 {
441         atomic_set(&page->_count, 1);
442 }
443
444 /*
445  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
446  * (see mm/page_alloc.c).
447  *
448  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
449  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
450  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
451  * efficiently by most CPU architectures.
452  */
453 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
454
455 static inline int PageBuddy(struct page *page)
456 {
457         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
458 }
459
460 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
461 {
462         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
463         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
464 }
465
466 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
467 {
468         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
469         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
470 }
471
472 void put_page(struct page *page);
473 void put_pages_list(struct list_head *pages);
474
475 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
476 int split_free_page(struct page *page);
477
478 /*
479  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
480  * prototype for that function and accessor functions.
481  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
482  */
483 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
484
485 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
486                                                 compound_page_dtor *dtor)
487 {
488         page[1].lru.next = (void *)dtor;
489 }
490
491 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
492 {
493         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
494 }
495
496 static inline int compound_order(struct page *page)
497 {
498         if (!PageHead(page))
499                 return 0;
500         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
501 }
502
503 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
504 {
505         int order;
506         unsigned long flags;
507
508         if (!PageHead(page))
509                 return 0;
510
511         flags = compound_lock_irqsave(page);
512         order = compound_order(page);
513         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
514         return order;
515 }
516
517 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
518 {
519         page[1].lru.prev = (void *)order;
520 }
521
522 #ifdef CONFIG_MMU
523 /*
524  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
525  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
526  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
527  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
528  */
529 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
530 {
531         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
532                 pte = pte_mkwrite(pte);
533         return pte;
534 }
535 #endif
536
537 /*
538  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
539  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
540  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
541  * only one copy in memory, at most, normally.
542  *
543  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
544  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
545  *   freelist management in the buddy allocator.
546  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
547  *
548  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
549  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
550  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
551  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
552  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
553  *
554  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
555  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
556  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
557  * and page->virtual store page management information, but all other fields
558  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
559  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
560  * subsequently been given references to it.
561  *
562  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
563  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
564  * The following discussion applies only to them.
565  *
566  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
567  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
568  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
569  * into the filesystem to release these pages.
570  *
571  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
572  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
573  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
574  *
575  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
576  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
577  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
578  *
579  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
580  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
581  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
582  *
583  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
584  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
585  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
586  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
587  *
588  * All pagecache pages may be subject to I/O:
589  * - inode pages may need to be read from disk,
590  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
591  *   to be written back to the inode on disk,
592  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
593  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
594  *   back into memory.
595  */
596
597 /*
598  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
599  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
600  */
601
602
603 /*
604  * page->flags layout:
605  *
606  * There are three possibilities for how page->flags get
607  * laid out.  The first is for the normal case, without
608  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
609  * plenty of space for node and section.  The last is when
610  * we have run out of space and have to fall back to an
611  * alternate (slower) way of determining the node.
612  *
613  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
614  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
615  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
616  */
617 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
618 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
619 #else
620 #define SECTIONS_WIDTH          0
621 #endif
622
623 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
624
625 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
626 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
627 #else
628 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
629 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
630 #endif
631 #define NODES_WIDTH             0
632 #endif
633
634 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
635 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
636 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
637 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
638
639 /*
640  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
641  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
642  */
643 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
644 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
645 #endif
646
647 /*
648  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
649  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
650  * the compiler will optimise away reference to them.
651  */
652 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
653 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
654 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
655
656 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
657 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
658 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
659 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
660                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
661 #else
662 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
663 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
664                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
665 #endif
666
667 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
668
669 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
670 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
671 #endif
672
673 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
674 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
675 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
676 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
677
678 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
679 {
680         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
681 }
682
683 /*
684  * The identification function is only used by the buddy allocator for
685  * determining if two pages could be buddies. We are not really
686  * identifying a zone since we could be using a the section number
687  * id if we have not node id available in page flags.
688  * We guarantee only that it will return the same value for two
689  * combinable pages in a zone.
690  */
691 static inline int page_zone_id(struct page *page)
692 {
693         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
694 }
695
696 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
697 {
698 #ifdef CONFIG_NUMA
699         return zone->node;
700 #else
701         return 0;
702 #endif
703 }
704
705 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
706 extern int page_to_nid(const struct page *page);
707 #else
708 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
709 {
710         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
711 }
712 #endif
713
714 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
715 {
716         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
717 }
718
719 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
720 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
721 {
722         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
723         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
724 }
725
726 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
727 {
728         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
729 }
730 #endif
731
732 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
733 {
734         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
735         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
736 }
737
738 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
739 {
740         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
741         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
742 }
743
744 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
745         unsigned long node, unsigned long pfn)
746 {
747         set_page_zone(page, zone);
748         set_page_node(page, node);
749 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
750         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
751 #endif
752 }
753
754 /*
755  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
756  */
757 #include <linux/vmstat.h>
758
759 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
760 {
761         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
762 }
763
764 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
765 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
766 #endif
767
768 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
769 #define page_address(page) ((page)->virtual)
770 #define set_page_address(page, address)                 \
771         do {                                            \
772                 (page)->virtual = (address);            \
773         } while(0)
774 #define page_address_init()  do { } while(0)
775 #endif
776
777 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
778 void *page_address(const struct page *page);
779 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
780 void page_address_init(void);
781 #endif
782
783 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
784 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
785 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
786 #define page_address_init()  do { } while(0)
787 #endif
788
789 /*
790  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
791  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
792  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
793  *
794  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
795  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
796  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
797  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
798  *
799  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
800  *
801  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
802  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
803  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
804  */
805 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
806 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
807 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
808
809 extern struct address_space swapper_space;
810 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
811 {
812         struct address_space *mapping = page->mapping;
813
814         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
815         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
816                 mapping = &swapper_space;
817         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
818                 mapping = NULL;
819         return mapping;
820 }
821
822 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
823 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
824 {
825         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
826 }
827
828 static inline int PageAnon(struct page *page)
829 {
830         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
831 }
832
833 /*
834  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
835  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
836  */
837 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
838 {
839         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
840                 return page_private(page);
841         return page->index;
842 }
843
844 /*
845  * Return true if this page is mapped into pagetables.
846  */
847 static inline int page_mapped(struct page *page)
848 {
849         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
850 }
851
852 /*
853  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
854  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
855  * just gets major/minor fault counters bumped up.
856  */
857
858 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
859
860 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
861 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
862 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
863 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
864 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
865 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
866
867 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
868 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
869 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
870
871 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
872
873 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
874                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
875
876 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
877 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
878 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
879
880 /*
881  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
882  */
883 extern void pagefault_out_of_memory(void);
884
885 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
886
887 /*
888  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
889  * various contexts.
890  */
891 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
892
893 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
894 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
895
896 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
897 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
898 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
899
900 extern int can_do_mlock(void);
901 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
902 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
903
904 /*
905  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
906  */
907 struct zap_details {
908         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
909         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
910         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
911         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
912 };
913
914 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
915                 pte_t pte);
916
917 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
918                 unsigned long size);
919 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
920                 unsigned long size, struct zap_details *);
921 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb,
922                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
923                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
924                 struct zap_details *);
925
926 /**
927  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
928  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
929  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
930  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
931  *             this handler is required to be able to handle
932  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
933  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
934  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
935  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
936  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
937  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
938  *                            is used.
939  *
940  * (see walk_page_range for more details)
941  */
942 struct mm_walk {
943         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
944         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
945         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
946         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
947         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
948         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
949                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
950         struct mm_struct *mm;
951         void *private;
952 };
953
954 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
955                 struct mm_walk *walk);
956 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
957                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
958 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
959                         struct vm_area_struct *vma);
960 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
961                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
962 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
963         unsigned long *pfn);
964 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
965                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
966 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
967                         void *buf, int len, int write);
968
969 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
970                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
971 {
972         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
973 }
974
975 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
976 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
977 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
978 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
979 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
980 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
981 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
982
983 int invalidate_inode_page(struct page *page);
984
985 #ifdef CONFIG_MMU
986 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
987                         unsigned long address, unsigned int flags);
988 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
989                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
990 #else
991 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
992                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
993                         unsigned int flags)
994 {
995         /* should never happen if there's no MMU */
996         BUG();
997         return VM_FAULT_SIGBUS;
998 }
999 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1000                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1001                 unsigned int fault_flags)
1002 {
1003         /* should never happen if there's no MMU */
1004         BUG();
1005         return -EFAULT;
1006 }
1007 #endif
1008
1009 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
1010 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1011 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1012                 void *buf, int len, int write);
1013
1014 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1015                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
1016                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
1017                      int *nonblocking);
1018 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1019                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
1020                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
1021 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1022                         struct page **pages);
1023 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1024
1025 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1026 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1027
1028 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1029 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1030 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1031                                 struct page *page);
1032 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1033 void account_page_writeback(struct page *page);
1034 int set_page_dirty(struct page *page);
1035 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1036 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1037
1038 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1039 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1040 {
1041         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1042 }
1043
1044 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1045                                              unsigned long addr)
1046 {
1047         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1048                 (vma->vm_start == addr) &&
1049                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1050 }
1051
1052 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1053 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1054 {
1055         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1056 }
1057
1058 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1059                                            unsigned long addr)
1060 {
1061         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1062                 (vma->vm_end == addr) &&
1063                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1064 }
1065
1066 extern pid_t
1067 vm_is_stack(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, int in_group);
1068
1069 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1070                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1071                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1072 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1073                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1074                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1075 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1076                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1077                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1078
1079 /*
1080  * doesn't attempt to fault and will return short.
1081  */
1082 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1083                           struct page **pages);
1084 /*
1085  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1086  */
1087 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1088 {
1089         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1090
1091 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1092         /*
1093          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1094          * But it's never be expected number for users.
1095          */
1096         if (val < 0)
1097                 val = 0;
1098 #endif
1099         return (unsigned long)val;
1100 }
1101
1102 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1103 {
1104         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1105 }
1106
1107 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1108 {
1109         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1110 }
1111
1112 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1113 {
1114         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1115 }
1116
1117 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1118 {
1119         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1120                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1121 }
1122
1123 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1124 {
1125         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1126 }
1127
1128 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1129 {
1130         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1131 }
1132
1133 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1134 {
1135         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1136
1137         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1138                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1139 }
1140
1141 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1142 {
1143         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1144                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1145 }
1146
1147 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1148                                          struct mm_struct *mm)
1149 {
1150         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1151
1152         if (*maxrss < hiwater_rss)
1153                 *maxrss = hiwater_rss;
1154 }
1155
1156 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1157 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1158 #else
1159 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1160 {
1161 }
1162 #endif
1163
1164 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1165
1166 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1167                                spinlock_t **ptl);
1168 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1169                                     spinlock_t **ptl)
1170 {
1171         pte_t *ptep;
1172         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1173         return ptep;
1174 }
1175
1176 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1177 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1178                                                 unsigned long address)
1179 {
1180         return 0;
1181 }
1182 #else
1183 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1184 #endif
1185
1186 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1187 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1188                                                 unsigned long address)
1189 {
1190         return 0;
1191 }
1192 #else
1193 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1194 #endif
1195
1196 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1197                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1198 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1199
1200 /*
1201  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1202  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1203  */
1204 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1205 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1206 {
1207         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1208                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1209 }
1210
1211 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1212 {
1213         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1214                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1215 }
1216 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1217
1218 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1219 /*
1220  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1221  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1222  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1223  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1224  */
1225 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1226 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1227         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1228 } while (0)
1229 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1230 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1231 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1232 /*
1233  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1234  */
1235 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1236 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1237 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1238 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1239
1240 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1241 {
1242         pte_lock_init(page);
1243         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1244 }
1245
1246 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1247 {
1248         pte_lock_deinit(page);
1249         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1250 }
1251
1252 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1253 ({                                                      \
1254         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1255         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1256         *(ptlp) = __ptl;                                \
1257         spin_lock(__ptl);                               \
1258         __pte;                                          \
1259 })
1260
1261 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1262         spin_unlock(ptl);                               \
1263         pte_unmap(pte);                                 \
1264 } while (0)
1265
1266 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1267         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1268                                                         pmd, address))? \
1269          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1270
1271 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1272         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1273                                                         pmd, address))? \
1274                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1275
1276 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1277         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1278                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1279
1280 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1281 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1282                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1283 extern void free_initmem(void);
1284
1285 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1286 /*
1287  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1288  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1289  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1290  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1291  * free_area_init_node()
1292  *
1293  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1294  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1295  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1296  * usage, an architecture is expected to do something like
1297  *
1298  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1299  *                                                       max_highmem_pfn};
1300  * for_each_valid_physical_page_range()
1301  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1302  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1303  *
1304  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1305  * registered physical page range.  Similarly
1306  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1307  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1308  *
1309  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1310  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1311  */
1312 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1313 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1314 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1315                                                 unsigned long end_pfn);
1316 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1317                                                 unsigned long end_pfn);
1318 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1319                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1320 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1321 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1322                                                 unsigned long max_low_pfn);
1323 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1324
1325 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1326
1327 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1328     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1329 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1330 {
1331         return 0;
1332 }
1333 #else
1334 /* please see mm/page_alloc.c */
1335 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1336 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1337 /* there is a per-arch backend function. */
1338 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1339 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1340 #endif
1341
1342 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1343 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1344                                 unsigned long, enum memmap_context);
1345 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1346 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1347 extern void mem_init(void);
1348 extern void __init mmap_init(void);
1349 extern void show_mem(unsigned int flags);
1350 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1351 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1352 extern int after_bootmem;
1353
1354 extern __printf(3, 4)
1355 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1356
1357 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1358
1359 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1360
1361 /* nommu.c */
1362 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1363 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1364
1365 /* prio_tree.c */
1366 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1367 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1368 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1369 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1370         struct prio_tree_iter *iter);
1371
1372 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1373         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1374                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1375
1376 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1377                                         struct list_head *list)
1378 {
1379         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1380         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1381 }
1382
1383 /* mmap.c */
1384 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1385 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1386         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1387 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1388         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1389         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1390         struct mempolicy *);
1391 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1392 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1393         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1394 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1395 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1396         struct rb_node **, struct rb_node *);
1397 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1398 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1399         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1400 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1401
1402 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1403 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1404
1405 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1406 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1407 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1408 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1409 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1410
1411 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1412 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1413                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1414                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1415
1416 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1417
1418 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1419         unsigned long len, unsigned long flags,
1420         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1421 extern unsigned long do_mmap(struct file *, unsigned long,
1422         unsigned long, unsigned long,
1423         unsigned long, unsigned long);
1424 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1425
1426 /* These take the mm semaphore themselves */
1427 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1428 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1429 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1430         unsigned long, unsigned long,
1431         unsigned long, unsigned long);
1432
1433 /* truncate.c */
1434 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1435 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1436                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1437
1438 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1439 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1440
1441 /* mm/page-writeback.c */
1442 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1443 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1444
1445 /* readahead.c */
1446 #ifndef CONFIG_KERNEL_DESKTOP
1447 #define VM_MAX_READAHEAD        512     /* kbytes */
1448 #else
1449 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1450 #endif
1451 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1452
1453 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1454                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1455
1456 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1457                                struct file_ra_state *ra,
1458                                struct file *filp,
1459                                pgoff_t offset,
1460                                unsigned long size);
1461
1462 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1463                                 struct file_ra_state *ra,
1464                                 struct file *filp,
1465                                 struct page *pg,
1466                                 pgoff_t offset,
1467                                 unsigned long size);
1468
1469 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1470 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1471                         struct address_space *mapping,
1472                         struct file *filp);
1473
1474 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1475 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1476
1477 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1478 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1479                 unsigned long address);
1480 #if VM_GROWSUP
1481 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1482 #else
1483   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1484 #endif
1485
1486 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1487 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1488 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1489                                              struct vm_area_struct **pprev);
1490
1491 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1492    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1493 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1494 {
1495         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1496
1497         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1498                 vma = NULL;
1499         return vma;
1500 }
1501
1502 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1503 {
1504         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1505 }
1506
1507 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1508 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1509                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1510 {
1511         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1512
1513         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1514                 vma = NULL;
1515
1516         return vma;
1517 }
1518
1519 #ifdef CONFIG_MMU
1520 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1521 #else
1522 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1523 {
1524         return __pgprot(0);
1525 }
1526 #endif
1527
1528 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1529 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1530                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1531 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1532 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1533                         unsigned long pfn);
1534 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1535                         unsigned long pfn);
1536
1537 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1538                         unsigned int foll_flags);
1539 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1540 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1541 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1542 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1543 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1544 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1545                                  * and return without waiting upon it */
1546 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1547 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1548 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1549
1550 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1551                         void *data);
1552 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1553                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1554
1555 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1556 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1557 #else
1558 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1559                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1560 {
1561 }
1562 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1563
1564 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1565 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1566 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1567 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1568 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1569 #else
1570 static inline void
1571 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1572 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1573 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1574 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1575 #endif
1576
1577 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1578 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1579 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1580 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1581 #else
1582 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1583 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1584 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1585
1586 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1587                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1588 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
1589                           unsigned long nr_pages_scanned,
1590                           unsigned long lru_pages);
1591
1592 #ifndef CONFIG_MMU
1593 #define randomize_va_space 0
1594 #else
1595 extern int randomize_va_space;
1596 #endif
1597
1598 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1599 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1600
1601 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1602                                    unsigned long pnum_begin,
1603                                    unsigned long pnum_end,
1604                                    unsigned long map_count,
1605                                    int nodeid);
1606
1607 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1608 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1609 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1610 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1611 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1612 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1613 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1614 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1615 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1616                                                 unsigned long pages, int node);
1617 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1618 void vmemmap_populate_print_last(void);
1619
1620
1621 enum mf_flags {
1622         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1623         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
1624 };
1625 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1626 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1627 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1628 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1629 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1630 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1631 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1632 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1633
1634 extern void dump_page(struct page *page);
1635
1636 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1637 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1638                             unsigned long addr,
1639                             unsigned int pages_per_huge_page);
1640 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1641                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1642                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1643 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1644
1645 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1646 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
1647
1648 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
1649 {
1650         return _debug_guardpage_minorder;
1651 }
1652
1653 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
1654 {
1655         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
1656 }
1657 #else
1658 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
1659 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
1660 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1661
1662 #endif /* __KERNEL__ */
1663 #endif /* _LINUX_MM_H */