]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/linux/mm.h
mm, x86, pat: rework linear pfn-mmap tracking
[karo-tx-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/gfp.h>
9 #include <linux/bug.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/mmzone.h>
12 #include <linux/rbtree.h>
13 #include <linux/prio_tree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21
22 struct mempolicy;
23 struct anon_vma;
24 struct file_ra_state;
25 struct user_struct;
26 struct writeback_control;
27
28 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
29 extern unsigned long max_mapnr;
30 #endif
31
32 extern unsigned long num_physpages;
33 extern unsigned long totalram_pages;
34 extern void * high_memory;
35 extern int page_cluster;
36
37 #ifdef CONFIG_SYSCTL
38 extern int sysctl_legacy_va_layout;
39 #else
40 #define sysctl_legacy_va_layout 0
41 #endif
42
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/processor.h>
46
47 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
48
49 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
50 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
51
52 /*
53  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
54  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
55  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
56  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
57  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
58  * mmap() functions).
59  */
60
61 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
62
63 #ifndef CONFIG_MMU
64 extern struct rb_root nommu_region_tree;
65 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
66
67 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
68 #endif
69
70 /*
71  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
72  */
73 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
74 #define VM_WRITE        0x00000002
75 #define VM_EXEC         0x00000004
76 #define VM_SHARED       0x00000008
77
78 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
79 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
80 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
81 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
82 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
83
84 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
85 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
86 #define VM_GROWSUP      0x00000200
87 #else
88 #define VM_GROWSUP      0x00000000
89 #define VM_NOHUGEPAGE   0x00000200      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
90 #endif
91 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
92 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
93
94 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
95 #define VM_LOCKED       0x00002000
96 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
97
98                                         /* Used by sys_madvise() */
99 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
100 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
101
102 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
103 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
104 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
105 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
106 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
107 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
108 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
109 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
110 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
111 #else
112 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
113 #endif
114 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
115 #define VM_NODUMP       0x04000000      /* Do not include in the core dump */
116
117 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
118 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
119 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
120 #define VM_PAT          0x40000000      /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
121 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
122
123 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
124 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
125
126 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
127 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
128 #endif
129
130 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
131 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
132 #else
133 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
134 #endif
135
136 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
137 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
138 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
139 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
140 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
141
142 /*
143  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
144  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
145  */
146 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
147
148 /*
149  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
150  * low four bits) to a page protection mask..
151  */
152 extern pgprot_t protection_map[16];
153
154 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
155 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
156 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
157 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
158 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
159 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
160 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x40    /* second try */
161
162 /*
163  * Some architectures (such as x86) may need to preserve certain pgprot
164  * bits, without complicating generic pgprot code.
165  *
166  * Most architectures don't care:
167  */
168 #ifndef pgprot_modify
169 static inline pgprot_t pgprot_modify(pgprot_t oldprot, pgprot_t newprot)
170 {
171         return newprot;
172 }
173 #endif
174
175 /*
176  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
177  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
178  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
179  *
180  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
181  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
182  * mapping support.
183  */
184 struct vm_fault {
185         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
186         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
187         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
188
189         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
190                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
191                                          * is set (which is also implied by
192                                          * VM_FAULT_ERROR).
193                                          */
194 };
195
196 /*
197  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
198  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
199  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
200  */
201 struct vm_operations_struct {
202         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
203         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
204         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
205
206         /* notification that a previously read-only page is about to become
207          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
208         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
209
210         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
211          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
212          */
213         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
214                       void *buf, int len, int write);
215 #ifdef CONFIG_NUMA
216         /*
217          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
218          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
219          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
220          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
221          * mempolicy.
222          */
223         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
224
225         /*
226          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
227          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
228          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
229          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
230          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
231          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
232          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
233          * policy.
234          */
235         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
236                                         unsigned long addr);
237         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
238                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
239 #endif
240 };
241
242 struct mmu_gather;
243 struct inode;
244
245 #define page_private(page)              ((page)->private)
246 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
247
248 /*
249  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
250  * files which need it (119 of them)
251  */
252 #include <linux/page-flags.h>
253 #include <linux/huge_mm.h>
254
255 /*
256  * Methods to modify the page usage count.
257  *
258  * What counts for a page usage:
259  * - cache mapping   (page->mapping)
260  * - private data    (page->private)
261  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
262  *   is counted separately
263  *
264  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
265  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
266  */
267
268 /*
269  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
270  */
271 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
272 {
273         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
274         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
275 }
276
277 /*
278  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
279  * that is the case.
280  */
281 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
282 {
283         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
284 }
285
286 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
287
288 /* Support for virtually mapped pages */
289 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
290 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
291
292 /*
293  * Determine if an address is within the vmalloc range
294  *
295  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
296  * is no special casing required.
297  */
298 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
299 {
300 #ifdef CONFIG_MMU
301         unsigned long addr = (unsigned long)x;
302
303         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
304 #else
305         return 0;
306 #endif
307 }
308 #ifdef CONFIG_MMU
309 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
310 #else
311 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
312 {
313         return 0;
314 }
315 #endif
316
317 static inline void compound_lock(struct page *page)
318 {
319 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
320         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
321         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
322 #endif
323 }
324
325 static inline void compound_unlock(struct page *page)
326 {
327 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
328         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
329         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
330 #endif
331 }
332
333 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
334 {
335         unsigned long uninitialized_var(flags);
336 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
337         local_irq_save(flags);
338         compound_lock(page);
339 #endif
340         return flags;
341 }
342
343 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
344                                               unsigned long flags)
345 {
346 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
347         compound_unlock(page);
348         local_irq_restore(flags);
349 #endif
350 }
351
352 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
353 {
354         if (unlikely(PageTail(page)))
355                 return page->first_page;
356         return page;
357 }
358
359 /*
360  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
361  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
362  * and atomic_add_negative(-1).
363  */
364 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
365 {
366         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
367 }
368
369 static inline int page_mapcount(struct page *page)
370 {
371         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
372 }
373
374 static inline int page_count(struct page *page)
375 {
376         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
377 }
378
379 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
380 {
381         /*
382          * __split_huge_page_refcount() cannot run
383          * from under us.
384          */
385         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
386         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
387         atomic_inc(&page->_mapcount);
388 }
389
390 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
391
392 static inline void get_page(struct page *page)
393 {
394         if (unlikely(PageTail(page)))
395                 if (likely(__get_page_tail(page)))
396                         return;
397         /*
398          * Getting a normal page or the head of a compound page
399          * requires to already have an elevated page->_count.
400          */
401         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) <= 0);
402         atomic_inc(&page->_count);
403 }
404
405 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
406 {
407         struct page *page = virt_to_page(x);
408         return compound_head(page);
409 }
410
411 /*
412  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
413  * the first time (boot or memory hotplug)
414  */
415 static inline void init_page_count(struct page *page)
416 {
417         atomic_set(&page->_count, 1);
418 }
419
420 /*
421  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
422  * (see mm/page_alloc.c).
423  *
424  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
425  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
426  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
427  * efficiently by most CPU architectures.
428  */
429 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
430
431 static inline int PageBuddy(struct page *page)
432 {
433         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
434 }
435
436 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
437 {
438         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
439         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
440 }
441
442 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
443 {
444         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
445         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
446 }
447
448 void put_page(struct page *page);
449 void put_pages_list(struct list_head *pages);
450
451 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
452 int split_free_page(struct page *page);
453
454 /*
455  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
456  * prototype for that function and accessor functions.
457  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
458  */
459 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
460
461 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
462                                                 compound_page_dtor *dtor)
463 {
464         page[1].lru.next = (void *)dtor;
465 }
466
467 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
468 {
469         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
470 }
471
472 static inline int compound_order(struct page *page)
473 {
474         if (!PageHead(page))
475                 return 0;
476         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
477 }
478
479 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
480 {
481         int order;
482         unsigned long flags;
483
484         if (!PageHead(page))
485                 return 0;
486
487         flags = compound_lock_irqsave(page);
488         order = compound_order(page);
489         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
490         return order;
491 }
492
493 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
494 {
495         page[1].lru.prev = (void *)order;
496 }
497
498 #ifdef CONFIG_MMU
499 /*
500  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
501  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
502  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
503  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
504  */
505 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
506 {
507         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
508                 pte = pte_mkwrite(pte);
509         return pte;
510 }
511 #endif
512
513 /*
514  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
515  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
516  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
517  * only one copy in memory, at most, normally.
518  *
519  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
520  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
521  *   freelist management in the buddy allocator.
522  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
523  *
524  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
525  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
526  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
527  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
528  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
529  *
530  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
531  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
532  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
533  * and page->virtual store page management information, but all other fields
534  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
535  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
536  * subsequently been given references to it.
537  *
538  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
539  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
540  * The following discussion applies only to them.
541  *
542  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
543  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
544  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
545  * into the filesystem to release these pages.
546  *
547  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
548  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
549  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
550  *
551  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
552  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
553  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
554  *
555  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
556  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
557  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
558  *
559  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
560  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
561  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
562  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
563  *
564  * All pagecache pages may be subject to I/O:
565  * - inode pages may need to be read from disk,
566  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
567  *   to be written back to the inode on disk,
568  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
569  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
570  *   back into memory.
571  */
572
573 /*
574  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
575  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
576  */
577
578 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_NID] | ... | FLAGS | */
579 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
580 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
581 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
582 #define LAST_NID_PGOFF          (ZONES_PGOFF - LAST_NID_WIDTH)
583
584 /*
585  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
586  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
587  * the compiler will optimise away reference to them.
588  */
589 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
590 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
591 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
592 #define LAST_NID_PGSHIFT        (LAST_NID_PGOFF * (LAST_NID_WIDTH != 0))
593
594 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
595 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
596 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
597 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
598                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
599 #else
600 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
601 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
602                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
603 #endif
604
605 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
606
607 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
608 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
609 #endif
610
611 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
612 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
613 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
614 #define LAST_NID_MASK           ((1UL << LAST_NID_WIDTH) - 1)
615 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
616
617 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
618 {
619         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
620 }
621
622 /*
623  * The identification function is only used by the buddy allocator for
624  * determining if two pages could be buddies. We are not really
625  * identifying a zone since we could be using a the section number
626  * id if we have not node id available in page flags.
627  * We guarantee only that it will return the same value for two
628  * combinable pages in a zone.
629  */
630 static inline int page_zone_id(struct page *page)
631 {
632         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
633 }
634
635 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
636 {
637 #ifdef CONFIG_NUMA
638         return zone->node;
639 #else
640         return 0;
641 #endif
642 }
643
644 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
645 extern int page_to_nid(const struct page *page);
646 #else
647 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
648 {
649         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
650 }
651 #endif
652
653 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
654 #ifdef LAST_NID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
655 static inline int page_xchg_last_nid(struct page *page, int nid)
656 {
657         return xchg(&page->_last_nid, nid);
658 }
659
660 static inline int page_last_nid(struct page *page)
661 {
662         return page->_last_nid;
663 }
664 #else
665 static inline int page_xchg_last_nid(struct page *page, int nid)
666 {
667         unsigned long old_flags, flags;
668         int last_nid;
669
670         do {
671                 old_flags = flags = page->flags;
672                 last_nid = (flags >> LAST_NID_PGSHIFT) & LAST_NID_MASK;
673
674                 flags &= ~(LAST_NID_MASK << LAST_NID_PGSHIFT);
675                 flags |= (nid & LAST_NID_MASK) << LAST_NID_PGSHIFT;
676         } while (unlikely(cmpxchg(&page->flags, old_flags, flags) != old_flags));
677
678         return last_nid;
679 }
680
681 static inline int page_last_nid(struct page *page)
682 {
683         return (page->flags >> LAST_NID_PGSHIFT) & LAST_NID_MASK;
684 }
685 #endif /* LAST_NID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
686 #else /* CONFIG_SCHED_NUMA */
687 static inline int page_xchg_last_nid(struct page *page, int nid)
688 {
689         return page_to_nid(page);
690 }
691
692 static inline int page_last_nid(struct page *page)
693 {
694         return page_to_nid(page);
695 }
696 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
697
698 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
699 {
700         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
701 }
702
703 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
704 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
705 {
706         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
707         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
708 }
709
710 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
711 {
712         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
713 }
714 #endif
715
716 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
717 {
718         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
719         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
720 }
721
722 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
723 {
724         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
725         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
726 }
727
728 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
729         unsigned long node, unsigned long pfn)
730 {
731         set_page_zone(page, zone);
732         set_page_node(page, node);
733 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
734         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
735 #endif
736 }
737
738 /*
739  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
740  */
741 #include <linux/vmstat.h>
742
743 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
744 {
745         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
746 }
747
748 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
749 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
750 #endif
751
752 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
753 #define page_address(page) ((page)->virtual)
754 #define set_page_address(page, address)                 \
755         do {                                            \
756                 (page)->virtual = (address);            \
757         } while(0)
758 #define page_address_init()  do { } while(0)
759 #endif
760
761 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
762 void *page_address(const struct page *page);
763 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
764 void page_address_init(void);
765 #endif
766
767 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
768 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
769 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
770 #define page_address_init()  do { } while(0)
771 #endif
772
773 /*
774  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
775  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
776  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
777  *
778  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
779  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
780  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
781  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
782  *
783  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
784  *
785  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
786  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
787  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
788  */
789 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
790 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
791 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
792
793 extern struct address_space swapper_space;
794 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
795 {
796         struct address_space *mapping = page->mapping;
797
798         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
799         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
800                 mapping = &swapper_space;
801         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
802                 mapping = NULL;
803         return mapping;
804 }
805
806 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
807 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
808 {
809         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
810 }
811
812 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
813
814 static inline
815 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
816 {
817         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
818                 return __page_file_mapping(page);
819
820         return page->mapping;
821 }
822
823 static inline int PageAnon(struct page *page)
824 {
825         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
826 }
827
828 /*
829  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
830  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
831  */
832 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
833 {
834         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
835                 return page_private(page);
836         return page->index;
837 }
838
839 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
840
841 /*
842  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
843  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
844  */
845 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
846 {
847         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
848                 return __page_file_index(page);
849
850         return page->index;
851 }
852
853 /*
854  * Return true if this page is mapped into pagetables.
855  */
856 static inline int page_mapped(struct page *page)
857 {
858         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
859 }
860
861 /*
862  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
863  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
864  * just gets major/minor fault counters bumped up.
865  */
866
867 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
868
869 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
870 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
871 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
872 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
873 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
874 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
875
876 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
877 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
878 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
879
880 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
881
882 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
883                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
884
885 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
886 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
887 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
888
889 /*
890  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
891  */
892 extern void pagefault_out_of_memory(void);
893
894 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
895
896 /*
897  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
898  * various contexts.
899  */
900 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES   (0x0001u)       /* filter disallowed nodes */
901
902 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
903 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
904
905 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
906
907 extern int can_do_mlock(void);
908 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
909 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
910
911 /*
912  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
913  */
914 struct zap_details {
915         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
916         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
917         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
918         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
919 };
920
921 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
922                 pte_t pte);
923
924 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
925                 unsigned long size);
926 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
927                 unsigned long size, struct zap_details *);
928 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
929                 unsigned long start, unsigned long end);
930
931 /**
932  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
933  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
934  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
935  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
936  *             this handler is required to be able to handle
937  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
938  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
939  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
940  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
941  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
942  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
943  *                            is used.
944  *
945  * (see walk_page_range for more details)
946  */
947 struct mm_walk {
948         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
949         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
950         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
951         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
952         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
953         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
954                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
955         struct mm_struct *mm;
956         void *private;
957 };
958
959 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
960                 struct mm_walk *walk);
961 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
962                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
963 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
964                         struct vm_area_struct *vma);
965 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
966                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
967 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
968         unsigned long *pfn);
969 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
970                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
971 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
972                         void *buf, int len, int write);
973
974 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
975                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
976 {
977         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
978 }
979
980 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
981 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
982 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
983 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
984 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
985 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
986 int invalidate_inode_page(struct page *page);
987
988 #ifdef CONFIG_MMU
989 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
990                         unsigned long address, unsigned int flags);
991 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
992                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
993 #else
994 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
995                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
996                         unsigned int flags)
997 {
998         /* should never happen if there's no MMU */
999         BUG();
1000         return VM_FAULT_SIGBUS;
1001 }
1002 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1003                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1004                 unsigned int fault_flags)
1005 {
1006         /* should never happen if there's no MMU */
1007         BUG();
1008         return -EFAULT;
1009 }
1010 #endif
1011
1012 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
1013 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1014 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1015                 void *buf, int len, int write);
1016
1017 int __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1018                      unsigned long start, int len, unsigned int foll_flags,
1019                      struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas,
1020                      int *nonblocking);
1021 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1022                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
1023                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
1024 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1025                         struct page **pages);
1026 struct kvec;
1027 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1028                         struct page **pages);
1029 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1030 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1031
1032 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1033 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
1034
1035 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1036 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1037 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1038                                 struct page *page);
1039 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1040 void account_page_writeback(struct page *page);
1041 int set_page_dirty(struct page *page);
1042 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1043 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1044
1045 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1046 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1047 {
1048         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1049 }
1050
1051 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1052                                              unsigned long addr)
1053 {
1054         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1055                 (vma->vm_start == addr) &&
1056                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1057 }
1058
1059 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1060 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1061 {
1062         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1063 }
1064
1065 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1066                                            unsigned long addr)
1067 {
1068         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1069                 (vma->vm_end == addr) &&
1070                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1071 }
1072
1073 extern pid_t
1074 vm_is_stack(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, int in_group);
1075
1076 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1077                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1078                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
1079 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
1080                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
1081                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
1082 extern void change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1083                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1084                               int dirty_accountable);
1085 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1086                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1087                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1088
1089 /*
1090  * doesn't attempt to fault and will return short.
1091  */
1092 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1093                           struct page **pages);
1094 /*
1095  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1096  */
1097 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1098 {
1099         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1100
1101 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1102         /*
1103          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1104          * But it's never be expected number for users.
1105          */
1106         if (val < 0)
1107                 val = 0;
1108 #endif
1109         return (unsigned long)val;
1110 }
1111
1112 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1113 {
1114         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1115 }
1116
1117 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1118 {
1119         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1120 }
1121
1122 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1123 {
1124         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1125 }
1126
1127 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1128 {
1129         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1130                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1131 }
1132
1133 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1134 {
1135         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1136 }
1137
1138 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1139 {
1140         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1141 }
1142
1143 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1144 {
1145         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1146
1147         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1148                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1149 }
1150
1151 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1152 {
1153         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1154                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1155 }
1156
1157 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1158                                          struct mm_struct *mm)
1159 {
1160         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1161
1162         if (*maxrss < hiwater_rss)
1163                 *maxrss = hiwater_rss;
1164 }
1165
1166 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1167 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1168 #else
1169 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1170 {
1171 }
1172 #endif
1173
1174 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1175
1176 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1177                                spinlock_t **ptl);
1178 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1179                                     spinlock_t **ptl)
1180 {
1181         pte_t *ptep;
1182         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1183         return ptep;
1184 }
1185
1186 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1187 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1188                                                 unsigned long address)
1189 {
1190         return 0;
1191 }
1192 #else
1193 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1194 #endif
1195
1196 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1197 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1198                                                 unsigned long address)
1199 {
1200         return 0;
1201 }
1202 #else
1203 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1204 #endif
1205
1206 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1207                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1208 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1209
1210 /*
1211  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1212  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1213  */
1214 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1215 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1216 {
1217         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1218                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1219 }
1220
1221 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1222 {
1223         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1224                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1225 }
1226 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1227
1228 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1229 /*
1230  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1231  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1232  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1233  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1234  */
1235 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1236 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1237         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1238 } while (0)
1239 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1240 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1241 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1242 /*
1243  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1244  */
1245 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1246 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1247 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1248 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1249
1250 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1251 {
1252         pte_lock_init(page);
1253         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1254 }
1255
1256 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1257 {
1258         pte_lock_deinit(page);
1259         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1260 }
1261
1262 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1263 ({                                                      \
1264         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1265         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1266         *(ptlp) = __ptl;                                \
1267         spin_lock(__ptl);                               \
1268         __pte;                                          \
1269 })
1270
1271 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1272         spin_unlock(ptl);                               \
1273         pte_unmap(pte);                                 \
1274 } while (0)
1275
1276 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1277         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1278                                                         pmd, address))? \
1279          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1280
1281 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1282         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1283                                                         pmd, address))? \
1284                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1285
1286 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1287         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1288                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1289
1290 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1291 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1292                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1293 extern void free_initmem(void);
1294
1295 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1296 /*
1297  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1298  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1299  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1300  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1301  * free_area_init_node()
1302  *
1303  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1304  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1305  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1306  * usage, an architecture is expected to do something like
1307  *
1308  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1309  *                                                       max_highmem_pfn};
1310  * for_each_valid_physical_page_range()
1311  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1312  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1313  *
1314  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1315  * registered physical page range.  Similarly
1316  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1317  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1318  *
1319  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1320  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1321  */
1322 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1323 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1324 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1325                                                 unsigned long end_pfn);
1326 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1327                                                 unsigned long end_pfn);
1328 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1329                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1330 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1331 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1332                                                 unsigned long max_low_pfn);
1333 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1334
1335 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1336
1337 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1338     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1339 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1340 {
1341         return 0;
1342 }
1343 #else
1344 /* please see mm/page_alloc.c */
1345 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1346 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1347 /* there is a per-arch backend function. */
1348 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1349 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1350 #endif
1351
1352 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1353 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1354                                 unsigned long, enum memmap_context);
1355 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1356 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1357 extern void mem_init(void);
1358 extern void __init mmap_init(void);
1359 extern void show_mem(unsigned int flags);
1360 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1361 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1362 extern int after_bootmem;
1363
1364 extern __printf(3, 4)
1365 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1366
1367 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1368
1369 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1370 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1371
1372 /* nommu.c */
1373 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1374 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1375
1376 /* prio_tree.c */
1377 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1378 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1379 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1380 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1381         struct prio_tree_iter *iter);
1382
1383 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1384         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1385                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1386
1387 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1388                                         struct list_head *list)
1389 {
1390         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1391         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1392 }
1393
1394 /* mmap.c */
1395 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1396 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1397         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1398 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1399         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1400         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1401         struct mempolicy *);
1402 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1403 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1404         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1405 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1406 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1407         struct rb_node **, struct rb_node *);
1408 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1409 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1410         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1411 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1412
1413 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1414 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1415
1416 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1417 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1418 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1419 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1420 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1421
1422 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1423 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1424                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1425                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1426
1427 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1428
1429 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1430         unsigned long len, unsigned long flags,
1431         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1432 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *, unsigned long,
1433         unsigned long, unsigned long,
1434         unsigned long, unsigned long);
1435 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1436
1437 /* These take the mm semaphore themselves */
1438 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1439 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1440 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1441         unsigned long, unsigned long,
1442         unsigned long, unsigned long);
1443
1444 /* truncate.c */
1445 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1446 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1447                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1448
1449 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1450 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1451 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1452
1453 /* mm/page-writeback.c */
1454 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1455 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1456
1457 /* readahead.c */
1458 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1459 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1460
1461 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1462                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1463
1464 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1465                                struct file_ra_state *ra,
1466                                struct file *filp,
1467                                pgoff_t offset,
1468                                unsigned long size);
1469
1470 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1471                                 struct file_ra_state *ra,
1472                                 struct file *filp,
1473                                 struct page *pg,
1474                                 pgoff_t offset,
1475                                 unsigned long size);
1476
1477 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1478 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1479                         struct address_space *mapping,
1480                         struct file *filp);
1481
1482 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1483 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1484
1485 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1486 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1487                 unsigned long address);
1488 #if VM_GROWSUP
1489 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1490 #else
1491   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1492 #endif
1493
1494 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1495 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1496 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1497                                              struct vm_area_struct **pprev);
1498
1499 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1500    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1501 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1502 {
1503         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1504
1505         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1506                 vma = NULL;
1507         return vma;
1508 }
1509
1510 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1511 {
1512         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1513 }
1514
1515 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1516 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1517                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1518 {
1519         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1520
1521         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1522                 vma = NULL;
1523
1524         return vma;
1525 }
1526
1527 #ifdef CONFIG_MMU
1528 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1529 #else
1530 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1531 {
1532         return __pgprot(0);
1533 }
1534 #endif
1535
1536 static inline pgprot_t vma_prot_none(struct vm_area_struct *vma)
1537 {
1538         /*
1539          * obtain PROT_NONE by removing READ|WRITE|EXEC privs
1540          */
1541         vm_flags_t vmflags = vma->vm_flags & ~(VM_READ|VM_WRITE|VM_EXEC);
1542         return pgprot_modify(vma->vm_page_prot, vm_get_page_prot(vmflags));
1543 }
1544
1545 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1546 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1547                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1548 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1549 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1550                         unsigned long pfn);
1551 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1552                         unsigned long pfn);
1553
1554 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1555                         unsigned int foll_flags);
1556 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1557 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1558 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1559 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1560 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1561 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
1562                                  * and return without waiting upon it */
1563 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1564 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1565 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
1566
1567 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1568                         void *data);
1569 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1570                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1571
1572 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1573 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1574 #else
1575 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1576                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1577 {
1578         mm->total_vm += pages;
1579 }
1580 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1581
1582 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1583 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1584 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1585 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1586 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1587 #else
1588 static inline void
1589 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1590 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1591 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1592 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1593 #endif
1594
1595 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
1596 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1597 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1598 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
1599 #else
1600 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
1601 #define in_gate_area(mm, addr) ({(void)mm; in_gate_area_no_mm(addr);})
1602 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1603
1604 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1605                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1606 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
1607                           unsigned long nr_pages_scanned,
1608                           unsigned long lru_pages);
1609
1610 #ifndef CONFIG_MMU
1611 #define randomize_va_space 0
1612 #else
1613 extern int randomize_va_space;
1614 #endif
1615
1616 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1617 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1618
1619 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1620                                    unsigned long pnum_begin,
1621                                    unsigned long pnum_end,
1622                                    unsigned long map_count,
1623                                    int nodeid);
1624
1625 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1626 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1627 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1628 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1629 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1630 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1631 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1632 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1633 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1634                                                 unsigned long pages, int node);
1635 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1636 void vmemmap_populate_print_last(void);
1637
1638
1639 enum mf_flags {
1640         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1641         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
1642         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
1643 };
1644 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1645 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1646 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1647 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1648 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1649 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1650 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1651 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1652
1653 extern void dump_page(struct page *page);
1654
1655 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1656 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1657                             unsigned long addr,
1658                             unsigned int pages_per_huge_page);
1659 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1660                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1661                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1662 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1663
1664 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1665 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
1666
1667 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
1668 {
1669         return _debug_guardpage_minorder;
1670 }
1671
1672 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
1673 {
1674         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
1675 }
1676 #else
1677 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
1678 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
1679 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1680
1681 #endif /* __KERNEL__ */
1682 #endif /* _LINUX_MM_H */