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