]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/linux/mm.h
thp: compound_trans_order
[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/list.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/rbtree.h>
12 #include <linux/prio_tree.h>
13 #include <linux/debug_locks.h>
14 #include <linux/mm_types.h>
15 #include <linux/range.h>
16 #include <linux/pfn.h>
17 #include <linux/bit_spinlock.h>
18
19 struct mempolicy;
20 struct anon_vma;
21 struct file_ra_state;
22 struct user_struct;
23 struct writeback_control;
24
25 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
26 extern unsigned long max_mapnr;
27 #endif
28
29 extern unsigned long num_physpages;
30 extern unsigned long totalram_pages;
31 extern void * high_memory;
32 extern int page_cluster;
33
34 #ifdef CONFIG_SYSCTL
35 extern int sysctl_legacy_va_layout;
36 #else
37 #define sysctl_legacy_va_layout 0
38 #endif
39
40 #include <asm/page.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/processor.h>
43
44 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
45
46 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
47 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
48
49 /*
50  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
51  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
52  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
53  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
54  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
55  * mmap() functions).
56  */
57
58 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
59
60 #ifndef CONFIG_MMU
61 extern struct rb_root nommu_region_tree;
62 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
63
64 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
65 #endif
66
67 /*
68  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
69  */
70 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
71 #define VM_WRITE        0x00000002
72 #define VM_EXEC         0x00000004
73 #define VM_SHARED       0x00000008
74
75 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
76 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
77 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
78 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
79 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
80
81 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
82 #if defined(CONFIG_STACK_GROWSUP) || defined(CONFIG_IA64)
83 #define VM_GROWSUP      0x00000200
84 #else
85 #define VM_GROWSUP      0x00000000
86 #endif
87 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
88 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
89
90 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
91 #define VM_LOCKED       0x00002000
92 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
93
94                                         /* Used by sys_madvise() */
95 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
96 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
97
98 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
99 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
100 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
101 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
102 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
103 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
104 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
105 #ifndef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
106 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
107 #else
108 #define VM_HUGEPAGE     0x01000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
109 #endif
110 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
111 #define VM_ALWAYSDUMP   0x04000000      /* Always include in core dumps */
112
113 #define VM_CAN_NONLINEAR 0x08000000     /* Has ->fault & does nonlinear pages */
114 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
115 #define VM_SAO          0x20000000      /* Strong Access Ordering (powerpc) */
116 #define VM_PFN_AT_MMAP  0x40000000      /* PFNMAP vma that is fully mapped at mmap time */
117 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
118
119 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
120 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
121
122 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
123 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
124 #endif
125
126 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
127 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
128 #else
129 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
130 #endif
131
132 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
133 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
134 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
135 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
136 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
137
138 /*
139  * special vmas that are non-mergable, non-mlock()able
140  */
141 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_RESERVED | VM_PFNMAP)
142
143 /*
144  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
145  * low four bits) to a page protection mask..
146  */
147 extern pgprot_t protection_map[16];
148
149 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
150 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
151 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
152 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
153
154 /*
155  * This interface is used by x86 PAT code to identify a pfn mapping that is
156  * linear over entire vma. This is to optimize PAT code that deals with
157  * marking the physical region with a particular prot. This is not for generic
158  * mm use. Note also that this check will not work if the pfn mapping is
159  * linear for a vma starting at physical address 0. In which case PAT code
160  * falls back to slow path of reserving physical range page by page.
161  */
162 static inline int is_linear_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
163 {
164         return (vma->vm_flags & VM_PFN_AT_MMAP);
165 }
166
167 static inline int is_pfn_mapping(struct vm_area_struct *vma)
168 {
169         return (vma->vm_flags & VM_PFNMAP);
170 }
171
172 /*
173  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
174  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
175  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
176  *
177  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
178  * is used, one may set VM_CAN_NONLINEAR in the vma->vm_flags to get nonlinear
179  * mapping support.
180  */
181 struct vm_fault {
182         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
183         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
184         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
185
186         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
187                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
188                                          * is set (which is also implied by
189                                          * VM_FAULT_ERROR).
190                                          */
191 };
192
193 /*
194  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
195  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
196  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
197  */
198 struct vm_operations_struct {
199         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
200         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
201         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
202
203         /* notification that a previously read-only page is about to become
204          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
205         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
206
207         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
208          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
209          */
210         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
211                       void *buf, int len, int write);
212 #ifdef CONFIG_NUMA
213         /*
214          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
215          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
216          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
217          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
218          * mempolicy.
219          */
220         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
221
222         /*
223          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
224          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
225          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
226          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
227          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
228          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
229          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
230          * policy.
231          */
232         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
233                                         unsigned long addr);
234         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
235                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
236 #endif
237 };
238
239 struct mmu_gather;
240 struct inode;
241
242 #define page_private(page)              ((page)->private)
243 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
244
245 /*
246  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
247  * files which need it (119 of them)
248  */
249 #include <linux/page-flags.h>
250 #include <linux/huge_mm.h>
251
252 /*
253  * Methods to modify the page usage count.
254  *
255  * What counts for a page usage:
256  * - cache mapping   (page->mapping)
257  * - private data    (page->private)
258  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
259  *   is counted separately
260  *
261  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
262  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
263  */
264
265 /*
266  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
267  */
268 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
269 {
270         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
271         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
272 }
273
274 /*
275  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
276  * that is the case.
277  */
278 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
279 {
280         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
281 }
282
283 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
284
285 /* Support for virtually mapped pages */
286 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
287 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
288
289 /*
290  * Determine if an address is within the vmalloc range
291  *
292  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
293  * is no special casing required.
294  */
295 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
296 {
297 #ifdef CONFIG_MMU
298         unsigned long addr = (unsigned long)x;
299
300         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
301 #else
302         return 0;
303 #endif
304 }
305 #ifdef CONFIG_MMU
306 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
307 #else
308 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
309 {
310         return 0;
311 }
312 #endif
313
314 static inline void compound_lock(struct page *page)
315 {
316 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
317         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
318 #endif
319 }
320
321 static inline void compound_unlock(struct page *page)
322 {
323 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
324         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
325 #endif
326 }
327
328 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
329 {
330         unsigned long uninitialized_var(flags);
331 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
332         local_irq_save(flags);
333         compound_lock(page);
334 #endif
335         return flags;
336 }
337
338 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
339                                               unsigned long flags)
340 {
341 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
342         compound_unlock(page);
343         local_irq_restore(flags);
344 #endif
345 }
346
347 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
348 {
349         if (unlikely(PageTail(page)))
350                 return page->first_page;
351         return page;
352 }
353
354 static inline int page_count(struct page *page)
355 {
356         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
357 }
358
359 static inline void get_page(struct page *page)
360 {
361         /*
362          * Getting a normal page or the head of a compound page
363          * requires to already have an elevated page->_count. Only if
364          * we're getting a tail page, the elevated page->_count is
365          * required only in the head page, so for tail pages the
366          * bugcheck only verifies that the page->_count isn't
367          * negative.
368          */
369         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) < !PageTail(page));
370         atomic_inc(&page->_count);
371         /*
372          * Getting a tail page will elevate both the head and tail
373          * page->_count(s).
374          */
375         if (unlikely(PageTail(page))) {
376                 /*
377                  * This is safe only because
378                  * __split_huge_page_refcount can't run under
379                  * get_page().
380                  */
381                 VM_BUG_ON(atomic_read(&page->first_page->_count) <= 0);
382                 atomic_inc(&page->first_page->_count);
383         }
384 }
385
386 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
387 {
388         struct page *page = virt_to_page(x);
389         return compound_head(page);
390 }
391
392 /*
393  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
394  * the first time (boot or memory hotplug)
395  */
396 static inline void init_page_count(struct page *page)
397 {
398         atomic_set(&page->_count, 1);
399 }
400
401 /*
402  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
403  * (see mm/page_alloc.c).
404  */
405 static inline int PageBuddy(struct page *page)
406 {
407         return atomic_read(&page->_mapcount) == -2;
408 }
409
410 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
411 {
412         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_mapcount) != -1);
413         atomic_set(&page->_mapcount, -2);
414 }
415
416 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
417 {
418         VM_BUG_ON(!PageBuddy(page));
419         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
420 }
421
422 void put_page(struct page *page);
423 void put_pages_list(struct list_head *pages);
424
425 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
426 int split_free_page(struct page *page);
427
428 /*
429  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
430  * prototype for that function and accessor functions.
431  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
432  */
433 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
434
435 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
436                                                 compound_page_dtor *dtor)
437 {
438         page[1].lru.next = (void *)dtor;
439 }
440
441 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
442 {
443         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
444 }
445
446 static inline int compound_order(struct page *page)
447 {
448         if (!PageHead(page))
449                 return 0;
450         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
451 }
452
453 static inline int compound_trans_order(struct page *page)
454 {
455         int order;
456         unsigned long flags;
457
458         if (!PageHead(page))
459                 return 0;
460
461         flags = compound_lock_irqsave(page);
462         order = compound_order(page);
463         compound_unlock_irqrestore(page, flags);
464         return order;
465 }
466
467 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
468 {
469         page[1].lru.prev = (void *)order;
470 }
471
472 /*
473  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
474  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
475  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
476  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
477  */
478 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
479 {
480         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
481                 pte = pte_mkwrite(pte);
482         return pte;
483 }
484
485 /*
486  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
487  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
488  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
489  * only one copy in memory, at most, normally.
490  *
491  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
492  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
493  *   freelist management in the buddy allocator.
494  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
495  *
496  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
497  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
498  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
499  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
500  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
501  *
502  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
503  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
504  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
505  * and page->virtual store page management information, but all other fields
506  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
507  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
508  * subsequently been given references to it.
509  *
510  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
511  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
512  * The following discussion applies only to them.
513  *
514  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
515  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
516  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
517  * into the filesystem to release these pages.
518  *
519  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
520  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
521  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
522  *
523  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
524  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
525  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
526  *
527  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
528  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
529  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
530  *
531  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
532  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
533  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
534  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
535  *
536  * All pagecache pages may be subject to I/O:
537  * - inode pages may need to be read from disk,
538  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
539  *   to be written back to the inode on disk,
540  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
541  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
542  *   back into memory.
543  */
544
545 /*
546  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
547  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
548  */
549
550
551 /*
552  * page->flags layout:
553  *
554  * There are three possibilities for how page->flags get
555  * laid out.  The first is for the normal case, without
556  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
557  * plenty of space for node and section.  The last is when
558  * we have run out of space and have to fall back to an
559  * alternate (slower) way of determining the node.
560  *
561  * No sparsemem or sparsemem vmemmap: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
562  * classic sparse with space for node:| SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
563  * classic sparse no space for node:  | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
564  */
565 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
566 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
567 #else
568 #define SECTIONS_WIDTH          0
569 #endif
570
571 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
572
573 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
574 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
575 #else
576 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
577 #error "Vmemmap: No space for nodes field in page flags"
578 #endif
579 #define NODES_WIDTH             0
580 #endif
581
582 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
583 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
584 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
585 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
586
587 /*
588  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
589  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
590  */
591 #if !(NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
592 #define NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
593 #endif
594
595 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
596 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
597 #endif
598
599 /*
600  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
601  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
602  * the compiler will optimise away reference to them.
603  */
604 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
605 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
606 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
607
608 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
609 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
610 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
611 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
612                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
613 #else
614 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
615 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
616                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
617 #endif
618
619 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
620
621 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
622 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
623 #endif
624
625 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
626 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
627 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
628 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
629
630 static inline enum zone_type page_zonenum(struct page *page)
631 {
632         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
633 }
634
635 /*
636  * The identification function is only used by the buddy allocator for
637  * determining if two pages could be buddies. We are not really
638  * identifying a zone since we could be using a the section number
639  * id if we have not node id available in page flags.
640  * We guarantee only that it will return the same value for two
641  * combinable pages in a zone.
642  */
643 static inline int page_zone_id(struct page *page)
644 {
645         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
646 }
647
648 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
649 {
650 #ifdef CONFIG_NUMA
651         return zone->node;
652 #else
653         return 0;
654 #endif
655 }
656
657 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
658 extern int page_to_nid(struct page *page);
659 #else
660 static inline int page_to_nid(struct page *page)
661 {
662         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
663 }
664 #endif
665
666 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
667 {
668         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
669 }
670
671 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
672 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
673 {
674         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
675 }
676 #endif
677
678 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
679 {
680         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
681         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
682 }
683
684 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
685 {
686         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
687         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
688 }
689
690 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
691 {
692         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
693         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
694 }
695
696 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
697         unsigned long node, unsigned long pfn)
698 {
699         set_page_zone(page, zone);
700         set_page_node(page, node);
701         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
702 }
703
704 /*
705  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
706  */
707 #include <linux/vmstat.h>
708
709 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
710 {
711         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
712 }
713
714 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
715 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
716 #endif
717
718 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
719 #define page_address(page) ((page)->virtual)
720 #define set_page_address(page, address)                 \
721         do {                                            \
722                 (page)->virtual = (address);            \
723         } while(0)
724 #define page_address_init()  do { } while(0)
725 #endif
726
727 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
728 void *page_address(struct page *page);
729 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
730 void page_address_init(void);
731 #endif
732
733 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
734 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
735 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
736 #define page_address_init()  do { } while(0)
737 #endif
738
739 /*
740  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
741  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
742  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
743  *
744  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
745  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
746  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
747  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
748  *
749  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
750  *
751  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
752  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
753  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
754  */
755 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
756 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
757 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
758
759 extern struct address_space swapper_space;
760 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
761 {
762         struct address_space *mapping = page->mapping;
763
764         VM_BUG_ON(PageSlab(page));
765         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
766                 mapping = &swapper_space;
767         else if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
768                 mapping = NULL;
769         return mapping;
770 }
771
772 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
773 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
774 {
775         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
776 }
777
778 static inline int PageAnon(struct page *page)
779 {
780         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
781 }
782
783 /*
784  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
785  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
786  */
787 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
788 {
789         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
790                 return page_private(page);
791         return page->index;
792 }
793
794 /*
795  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
796  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
797  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
798  */
799 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
800 {
801         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
802 }
803
804 static inline int page_mapcount(struct page *page)
805 {
806         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
807 }
808
809 /*
810  * Return true if this page is mapped into pagetables.
811  */
812 static inline int page_mapped(struct page *page)
813 {
814         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
815 }
816
817 /*
818  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
819  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
820  * just gets major/minor fault counters bumped up.
821  */
822
823 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
824
825 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
826 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
827 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
828 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
829 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
830 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
831
832 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
833 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
834 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
835
836 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
837
838 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
839                          VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
840
841 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
842 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
843 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
844
845 /*
846  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
847  */
848 extern void pagefault_out_of_memory(void);
849
850 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
851
852 extern void show_free_areas(void);
853
854 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
855 struct file *shmem_file_setup(const char *name, loff_t size, unsigned long flags);
856 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
857
858 #ifndef CONFIG_MMU
859 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
860                                              unsigned long addr,
861                                              unsigned long len,
862                                              unsigned long pgoff,
863                                              unsigned long flags);
864 #endif
865
866 extern int can_do_mlock(void);
867 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
868 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
869
870 /*
871  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
872  */
873 struct zap_details {
874         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
875         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
876         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
877         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
878         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
879         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
880 };
881
882 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
883                 pte_t pte);
884
885 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
886                 unsigned long size);
887 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
888                 unsigned long size, struct zap_details *);
889 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
890                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
891                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
892                 struct zap_details *);
893
894 /**
895  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
896  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
897  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
898  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
899  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
900  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
901  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
902  *
903  * (see walk_page_range for more details)
904  */
905 struct mm_walk {
906         int (*pgd_entry)(pgd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
907         int (*pud_entry)(pud_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
908         int (*pmd_entry)(pmd_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
909         int (*pte_entry)(pte_t *, unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
910         int (*pte_hole)(unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
911         int (*hugetlb_entry)(pte_t *, unsigned long,
912                              unsigned long, unsigned long, struct mm_walk *);
913         struct mm_struct *mm;
914         void *private;
915 };
916
917 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
918                 struct mm_walk *walk);
919 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
920                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
921 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
922                         struct vm_area_struct *vma);
923 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
924                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
925 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
926         unsigned long *pfn);
927 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
928                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
929 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
930                         void *buf, int len, int write);
931
932 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
933                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
934 {
935         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
936 }
937
938 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t old, loff_t new);
939 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
940 extern int vmtruncate(struct inode *inode, loff_t offset);
941 extern int vmtruncate_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
942
943 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
944 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
945
946 int invalidate_inode_page(struct page *page);
947
948 #ifdef CONFIG_MMU
949 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
950                         unsigned long address, unsigned int flags);
951 #else
952 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
953                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
954                         unsigned int flags)
955 {
956         /* should never happen if there's no MMU */
957         BUG();
958         return VM_FAULT_SIGBUS;
959 }
960 #endif
961
962 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
963 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
964
965 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
966                         unsigned long start, int nr_pages, int write, int force,
967                         struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
968 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
969                         struct page **pages);
970 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
971
972 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
973 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned long offset);
974
975 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
976 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
977 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
978                                 struct page *page);
979 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
980 void account_page_writeback(struct page *page);
981 int set_page_dirty(struct page *page);
982 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
983 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
984
985 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
986 static inline int vma_stack_continue(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
987 {
988         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
989 }
990
991 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
992                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
993                 unsigned long new_addr, unsigned long len);
994 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
995                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
996                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
997 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
998                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
999                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1000
1001 /*
1002  * doesn't attempt to fault and will return short.
1003  */
1004 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1005                           struct page **pages);
1006 /*
1007  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1008  */
1009 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1010 /*
1011  * The mm counters are not protected by its page_table_lock,
1012  * so must be incremented atomically.
1013  */
1014 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1015 {
1016         atomic_long_set(&mm->rss_stat.count[member], value);
1017 }
1018
1019 unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member);
1020
1021 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1022 {
1023         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1024 }
1025
1026 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1027 {
1028         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1029 }
1030
1031 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1032 {
1033         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1034 }
1035
1036 #else  /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1037 /*
1038  * The mm counters are protected by its page_table_lock,
1039  * so can be incremented directly.
1040  */
1041 static inline void set_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1042 {
1043         mm->rss_stat.count[member] = value;
1044 }
1045
1046 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1047 {
1048         return mm->rss_stat.count[member];
1049 }
1050
1051 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1052 {
1053         mm->rss_stat.count[member] += value;
1054 }
1055
1056 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1057 {
1058         mm->rss_stat.count[member]++;
1059 }
1060
1061 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1062 {
1063         mm->rss_stat.count[member]--;
1064 }
1065
1066 #endif /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1067
1068 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1069 {
1070         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1071                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1072 }
1073
1074 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1075 {
1076         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1077 }
1078
1079 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1080 {
1081         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1082 }
1083
1084 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1085 {
1086         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1087
1088         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1089                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1090 }
1091
1092 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1093 {
1094         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1095                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1096 }
1097
1098 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1099                                          struct mm_struct *mm)
1100 {
1101         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1102
1103         if (*maxrss < hiwater_rss)
1104                 *maxrss = hiwater_rss;
1105 }
1106
1107 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1108 void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm);
1109 #else
1110 static inline void sync_mm_rss(struct task_struct *task, struct mm_struct *mm)
1111 {
1112 }
1113 #endif
1114
1115 /*
1116  * A callback you can register to apply pressure to ageable caches.
1117  *
1118  * 'shrink' is passed a count 'nr_to_scan' and a 'gfpmask'.  It should
1119  * look through the least-recently-used 'nr_to_scan' entries and
1120  * attempt to free them up.  It should return the number of objects
1121  * which remain in the cache.  If it returns -1, it means it cannot do
1122  * any scanning at this time (eg. there is a risk of deadlock).
1123  *
1124  * The 'gfpmask' refers to the allocation we are currently trying to
1125  * fulfil.
1126  *
1127  * Note that 'shrink' will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is
1128  * querying the cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
1129  */
1130 struct shrinker {
1131         int (*shrink)(struct shrinker *, int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
1132         int seeks;      /* seeks to recreate an obj */
1133
1134         /* These are for internal use */
1135         struct list_head list;
1136         long nr;        /* objs pending delete */
1137 };
1138 #define DEFAULT_SEEKS 2 /* A good number if you don't know better. */
1139 extern void register_shrinker(struct shrinker *);
1140 extern void unregister_shrinker(struct shrinker *);
1141
1142 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1143
1144 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1145                                spinlock_t **ptl);
1146 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1147                                     spinlock_t **ptl)
1148 {
1149         pte_t *ptep;
1150         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1151         return ptep;
1152 }
1153
1154 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1155 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1156                                                 unsigned long address)
1157 {
1158         return 0;
1159 }
1160 #else
1161 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1162 #endif
1163
1164 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1165 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1166                                                 unsigned long address)
1167 {
1168         return 0;
1169 }
1170 #else
1171 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1172 #endif
1173
1174 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1175                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1176 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1177
1178 /*
1179  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1180  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1181  */
1182 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1183 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1184 {
1185         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1186                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1187 }
1188
1189 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1190 {
1191         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1192                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1193 }
1194 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1195
1196 #if USE_SPLIT_PTLOCKS
1197 /*
1198  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
1199  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
1200  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
1201  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
1202  */
1203 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
1204 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
1205         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
1206 } while (0)
1207 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
1208 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
1209 #else   /* !USE_SPLIT_PTLOCKS */
1210 /*
1211  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1212  */
1213 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
1214 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
1215 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
1216 #endif /* USE_SPLIT_PTLOCKS */
1217
1218 static inline void pgtable_page_ctor(struct page *page)
1219 {
1220         pte_lock_init(page);
1221         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1222 }
1223
1224 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1225 {
1226         pte_lock_deinit(page);
1227         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1228 }
1229
1230 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1231 ({                                                      \
1232         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1233         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1234         *(ptlp) = __ptl;                                \
1235         spin_lock(__ptl);                               \
1236         __pte;                                          \
1237 })
1238
1239 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1240         spin_unlock(ptl);                               \
1241         pte_unmap(pte);                                 \
1242 } while (0)
1243
1244 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1245         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1246                                                         pmd, address))? \
1247          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1248
1249 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1250         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1251                                                         pmd, address))? \
1252                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1253
1254 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1255         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1256                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1257
1258 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1259 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1260                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1261 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1262 /*
1263  * With CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1264  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1265  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1266  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1267  * free_area_init_node()
1268  *
1269  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1270  * physical memory with add_active_range() before calling
1271  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1272  * usage, an architecture is expected to do something like
1273  *
1274  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1275  *                                                       max_highmem_pfn};
1276  * for_each_valid_physical_page_range()
1277  *      add_active_range(node_id, start_pfn, end_pfn)
1278  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1279  *
1280  * If the architecture guarantees that there are no holes in the ranges
1281  * registered with add_active_range(), free_bootmem_active_regions()
1282  * will call free_bootmem_node() for each registered physical page range.
1283  * Similarly sparse_memory_present_with_active_regions() calls
1284  * memory_present() for each range when SPARSEMEM is enabled.
1285  *
1286  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1287  * CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
1288  */
1289 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1290 extern void add_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1291                                         unsigned long end_pfn);
1292 extern void remove_active_range(unsigned int nid, unsigned long start_pfn,
1293                                         unsigned long end_pfn);
1294 extern void remove_all_active_ranges(void);
1295 void sort_node_map(void);
1296 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1297                                                 unsigned long end_pfn);
1298 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1299                                                 unsigned long end_pfn);
1300 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1301                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1302 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1303 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1304                                                 unsigned long max_low_pfn);
1305 int add_from_early_node_map(struct range *range, int az,
1306                                    int nr_range, int nid);
1307 u64 __init find_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
1308                                         u64 goal, u64 limit);
1309 void *__alloc_memory_core_early(int nodeid, u64 size, u64 align,
1310                                  u64 goal, u64 limit);
1311 typedef int (*work_fn_t)(unsigned long, unsigned long, void *);
1312 extern void work_with_active_regions(int nid, work_fn_t work_fn, void *data);
1313 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1314 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
1315
1316 #if !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP) && \
1317     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1318 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1319 {
1320         return 0;
1321 }
1322 #else
1323 /* please see mm/page_alloc.c */
1324 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1325 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID
1326 /* there is a per-arch backend function. */
1327 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1328 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID */
1329 #endif
1330
1331 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1332 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1333                                 unsigned long, enum memmap_context);
1334 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1335 extern void calculate_zone_inactive_ratio(struct zone *zone);
1336 extern void mem_init(void);
1337 extern void __init mmap_init(void);
1338 extern void show_mem(void);
1339 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1340 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1341 extern int after_bootmem;
1342
1343 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1344
1345 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1346
1347 /* nommu.c */
1348 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1349 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1350
1351 /* prio_tree.c */
1352 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
1353 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1354 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
1355 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
1356         struct prio_tree_iter *iter);
1357
1358 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
1359         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
1360                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
1361
1362 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1363                                         struct list_head *list)
1364 {
1365         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
1366         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
1367 }
1368
1369 /* mmap.c */
1370 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1371 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1372         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1373 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1374         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1375         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1376         struct mempolicy *);
1377 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1378 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1379         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1380 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1381 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1382         struct rb_node **, struct rb_node *);
1383 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1384 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1385         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
1386 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1387
1388 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1389 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1390
1391 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1392 /* From fs/proc/base.c. callers must _not_ hold the mm's exe_file_lock */
1393 extern void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1394 extern void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm);
1395 #else
1396 static inline void added_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1397 {}
1398
1399 static inline void removed_exe_file_vma(struct mm_struct *mm)
1400 {}
1401 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1402
1403 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1404 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1405                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1406                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1407
1408 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1409
1410 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1411         unsigned long len, unsigned long prot,
1412         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
1413 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1414         unsigned long len, unsigned long flags,
1415         unsigned int vm_flags, unsigned long pgoff);
1416
1417 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1418         unsigned long len, unsigned long prot,
1419         unsigned long flag, unsigned long offset)
1420 {
1421         unsigned long ret = -EINVAL;
1422         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
1423                 goto out;
1424         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
1425                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
1426 out:
1427         return ret;
1428 }
1429
1430 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1431
1432 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1433
1434 /* filemap.c */
1435 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1436 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1437 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1438                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1439
1440 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1441 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1442
1443 /* mm/page-writeback.c */
1444 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1445 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1446
1447 /* readahead.c */
1448 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1449 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1450
1451 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1452                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1453
1454 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1455                                struct file_ra_state *ra,
1456                                struct file *filp,
1457                                pgoff_t offset,
1458                                unsigned long size);
1459
1460 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1461                                 struct file_ra_state *ra,
1462                                 struct file *filp,
1463                                 struct page *pg,
1464                                 pgoff_t offset,
1465                                 unsigned long size);
1466
1467 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1468 unsigned long ra_submit(struct file_ra_state *ra,
1469                         struct address_space *mapping,
1470                         struct file *filp);
1471
1472 /* Do stack extension */
1473 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1474 #if VM_GROWSUP
1475 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1476 #else
1477   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1478 #endif
1479 extern int expand_stack_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1480                                   unsigned long address);
1481
1482 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1483 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1484 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1485                                              struct vm_area_struct **pprev);
1486
1487 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1488    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1489 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1490 {
1491         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1492
1493         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1494                 vma = NULL;
1495         return vma;
1496 }
1497
1498 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1499 {
1500         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1501 }
1502
1503 #ifdef CONFIG_MMU
1504 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1505 #else
1506 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1507 {
1508         return __pgprot(0);
1509 }
1510 #endif
1511
1512 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1513 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1514                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1515 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1516 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1517                         unsigned long pfn);
1518 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1519                         unsigned long pfn);
1520
1521 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1522                         unsigned int foll_flags);
1523 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1524 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1525 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1526 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
1527 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
1528 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
1529 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
1530
1531 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
1532                         void *data);
1533 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1534                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1535
1536 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1537 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1538 #else
1539 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1540                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1541 {
1542 }
1543 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1544
1545 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1546 extern int debug_pagealloc_enabled;
1547
1548 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
1549
1550 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1551 {
1552         debug_pagealloc_enabled = 1;
1553 }
1554 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1555 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
1556 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1557 #else
1558 static inline void
1559 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
1560 static inline void enable_debug_pagealloc(void)
1561 {
1562 }
1563 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
1564 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
1565 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
1566 #endif
1567
1568 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1569 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1570 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1571 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1572 #else
1573 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1574 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1575 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1576
1577 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
1578                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1579 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1580                         unsigned long lru_pages);
1581
1582 #ifndef CONFIG_MMU
1583 #define randomize_va_space 0
1584 #else
1585 extern int randomize_va_space;
1586 #endif
1587
1588 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1589 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
1590
1591 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
1592                                    unsigned long pnum_begin,
1593                                    unsigned long pnum_end,
1594                                    unsigned long map_count,
1595                                    int nodeid);
1596
1597 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
1598 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
1599 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
1600 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
1601 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
1602 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
1603 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
1604 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
1605 int vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
1606                                                 unsigned long pages, int node);
1607 int vmemmap_populate(struct page *start_page, unsigned long pages, int node);
1608 void vmemmap_populate_print_last(void);
1609
1610
1611 enum mf_flags {
1612         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
1613 };
1614 extern void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno);
1615 extern int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
1616 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
1617 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
1618 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
1619 extern void shake_page(struct page *p, int access);
1620 extern atomic_long_t mce_bad_pages;
1621 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1622 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1623 int is_hwpoison_address(unsigned long addr);
1624 #else
1625 static inline int is_hwpoison_address(unsigned long addr)
1626 {
1627         return 0;
1628 }
1629 #endif
1630
1631 extern void dump_page(struct page *page);
1632
1633 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
1634 extern void clear_huge_page(struct page *page,
1635                             unsigned long addr,
1636                             unsigned int pages_per_huge_page);
1637 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
1638                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
1639                                 unsigned int pages_per_huge_page);
1640 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
1641
1642 #endif /* __KERNEL__ */
1643 #endif /* _LINUX_MM_H */