mm, x86: get_user_pages() for dax mappings
[cascardo/linux.git] / include / linux / mm.h
1 #ifndef _LINUX_MM_H
2 #define _LINUX_MM_H
3
4 #include <linux/errno.h>
5
6 #ifdef __KERNEL__
7
8 #include <linux/mmdebug.h>
9 #include <linux/gfp.h>
10 #include <linux/bug.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mmzone.h>
13 #include <linux/rbtree.h>
14 #include <linux/atomic.h>
15 #include <linux/debug_locks.h>
16 #include <linux/mm_types.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/pfn.h>
19 #include <linux/percpu-refcount.h>
20 #include <linux/bit_spinlock.h>
21 #include <linux/shrinker.h>
22 #include <linux/resource.h>
23 #include <linux/page_ext.h>
24 #include <linux/err.h>
25
26 struct mempolicy;
27 struct anon_vma;
28 struct anon_vma_chain;
29 struct file_ra_state;
30 struct user_struct;
31 struct writeback_control;
32 struct bdi_writeback;
33
34 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
35 extern unsigned long max_mapnr;
36
37 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
38 {
39         max_mapnr = limit;
40 }
41 #else
42 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
43 #endif
44
45 extern unsigned long totalram_pages;
46 extern void * high_memory;
47 extern int page_cluster;
48
49 #ifdef CONFIG_SYSCTL
50 extern int sysctl_legacy_va_layout;
51 #else
52 #define sysctl_legacy_va_layout 0
53 #endif
54
55 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_BITS
56 extern const int mmap_rnd_bits_min;
57 extern const int mmap_rnd_bits_max;
58 extern int mmap_rnd_bits __read_mostly;
59 #endif
60 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
61 extern const int mmap_rnd_compat_bits_min;
62 extern const int mmap_rnd_compat_bits_max;
63 extern int mmap_rnd_compat_bits __read_mostly;
64 #endif
65
66 #include <asm/page.h>
67 #include <asm/pgtable.h>
68 #include <asm/processor.h>
69
70 #ifndef __pa_symbol
71 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
72 #endif
73
74 /*
75  * To prevent common memory management code establishing
76  * a zero page mapping on a read fault.
77  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
78  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
79  * related to the physical page in case of virtualization.
80  */
81 #ifndef mm_forbids_zeropage
82 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
83 #endif
84
85 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
86 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
87
88 extern int sysctl_overcommit_memory;
89 extern int sysctl_overcommit_ratio;
90 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
91
92 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
93                                     size_t *, loff_t *);
94 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
95                                     size_t *, loff_t *);
96
97 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
98
99 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
100 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
101
102 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
103 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
104
105 /*
106  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
107  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
108  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
109  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
110  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
111  * mmap() functions).
112  */
113
114 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
115
116 #ifndef CONFIG_MMU
117 extern struct rb_root nommu_region_tree;
118 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
119
120 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
121 #endif
122
123 /*
124  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
125  */
126 #define VM_NONE         0x00000000
127
128 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
129 #define VM_WRITE        0x00000002
130 #define VM_EXEC         0x00000004
131 #define VM_SHARED       0x00000008
132
133 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
134 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
135 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
136 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
137 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
138
139 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
140 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
141 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
142 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
143 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
144
145 #define VM_LOCKED       0x00002000
146 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
147
148                                         /* Used by sys_madvise() */
149 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
150 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
151
152 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
153 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
154 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
155 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
156 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
157 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
158 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
159 #define VM_ARCH_2       0x02000000
160 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
161
162 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
163 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
164 #else
165 # define VM_SOFTDIRTY   0
166 #endif
167
168 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
169 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
170 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
171 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
172
173 #if defined(CONFIG_X86)
174 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
175 #elif defined(CONFIG_PPC)
176 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
177 #elif defined(CONFIG_PARISC)
178 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
179 #elif defined(CONFIG_METAG)
180 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
181 #elif defined(CONFIG_IA64)
182 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
183 #elif !defined(CONFIG_MMU)
184 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
185 #endif
186
187 #if defined(CONFIG_X86)
188 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
189 # define VM_MPX         VM_ARCH_2
190 #endif
191
192 #ifndef VM_GROWSUP
193 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
194 #endif
195
196 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
197 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
198
199 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
200 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
201 #endif
202
203 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
204 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
205 #else
206 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
207 #endif
208
209 /*
210  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
211  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
212  */
213 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
214
215 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
216 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
217
218 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
219 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
220
221 /*
222  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
223  * low four bits) to a page protection mask..
224  */
225 extern pgprot_t protection_map[16];
226
227 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
228 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
229 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
230 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
231 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
232 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
233 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
234
235 /*
236  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
237  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
238  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
239  *
240  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
241  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
242  *
243  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
244  */
245 struct vm_fault {
246         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
247         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
248         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
249         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
250
251         struct page *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
252         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
253                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
254                                          * is set (which is also implied by
255                                          * VM_FAULT_ERROR).
256                                          */
257         /* for ->map_pages() only */
258         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
259                                          * max_pgoff inclusive */
260         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
261 };
262
263 /*
264  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
265  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
266  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
267  */
268 struct vm_operations_struct {
269         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
270         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
271         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
272         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
273         int (*pmd_fault)(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
274                                                 pmd_t *, unsigned int flags);
275         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
276
277         /* notification that a previously read-only page is about to become
278          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
279         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
280
281         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
282         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
283
284         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
285          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
286          */
287         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
288                       void *buf, int len, int write);
289
290         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
291          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
292          * vma to be dumped unconditionally. */
293         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
294
295 #ifdef CONFIG_NUMA
296         /*
297          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
298          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
299          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
300          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
301          * mempolicy.
302          */
303         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
304
305         /*
306          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
307          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
308          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
309          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
310          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
311          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
312          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
313          * policy.
314          */
315         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
316                                         unsigned long addr);
317 #endif
318         /*
319          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
320          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
321          * (using pte_page()) would not find the correct page.
322          */
323         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
324                                           unsigned long addr);
325 };
326
327 struct mmu_gather;
328 struct inode;
329
330 #define page_private(page)              ((page)->private)
331 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
332
333 #if !defined(__HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP) || !defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
334 static inline int pmd_devmap(pmd_t pmd)
335 {
336         return 0;
337 }
338 #endif
339
340 /*
341  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
342  * files which need it (119 of them)
343  */
344 #include <linux/page-flags.h>
345 #include <linux/huge_mm.h>
346
347 /*
348  * Methods to modify the page usage count.
349  *
350  * What counts for a page usage:
351  * - cache mapping   (page->mapping)
352  * - private data    (page->private)
353  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
354  *   is counted separately
355  *
356  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
357  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
358  */
359
360 /*
361  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
362  */
363 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
364 {
365         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
366         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
367 }
368
369 /*
370  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
371  * that is the case.
372  * This can be called when MMU is off so it must not access
373  * any of the virtual mappings.
374  */
375 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
376 {
377         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
378 }
379
380 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
381
382 enum {
383         REGION_INTERSECTS,
384         REGION_DISJOINT,
385         REGION_MIXED,
386 };
387
388 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, const char *type);
389
390 /* Support for virtually mapped pages */
391 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
392 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
393
394 /*
395  * Determine if an address is within the vmalloc range
396  *
397  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
398  * is no special casing required.
399  */
400 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
401 {
402 #ifdef CONFIG_MMU
403         unsigned long addr = (unsigned long)x;
404
405         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
406 #else
407         return 0;
408 #endif
409 }
410 #ifdef CONFIG_MMU
411 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
412 #else
413 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
414 {
415         return 0;
416 }
417 #endif
418
419 extern void kvfree(const void *addr);
420
421 static inline atomic_t *compound_mapcount_ptr(struct page *page)
422 {
423         return &page[1].compound_mapcount;
424 }
425
426 static inline int compound_mapcount(struct page *page)
427 {
428         if (!PageCompound(page))
429                 return 0;
430         page = compound_head(page);
431         return atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
432 }
433
434 /*
435  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
436  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
437  * and atomic_add_negative(-1).
438  */
439 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
440 {
441         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
442 }
443
444 int __page_mapcount(struct page *page);
445
446 static inline int page_mapcount(struct page *page)
447 {
448         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
449
450         if (unlikely(PageCompound(page)))
451                 return __page_mapcount(page);
452         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
453 }
454
455 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
456 int total_mapcount(struct page *page);
457 #else
458 static inline int total_mapcount(struct page *page)
459 {
460         return page_mapcount(page);
461 }
462 #endif
463
464 static inline int page_count(struct page *page)
465 {
466         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
467 }
468
469 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
470 {
471         struct page *page = virt_to_page(x);
472
473         return compound_head(page);
474 }
475
476 /*
477  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
478  * the first time (boot or memory hotplug)
479  */
480 static inline void init_page_count(struct page *page)
481 {
482         atomic_set(&page->_count, 1);
483 }
484
485 void __put_page(struct page *page);
486
487 void put_pages_list(struct list_head *pages);
488
489 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
490 int split_free_page(struct page *page);
491
492 /*
493  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
494  * prototype for that function and accessor functions.
495  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
496  */
497 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
498
499 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
500 enum compound_dtor_id {
501         NULL_COMPOUND_DTOR,
502         COMPOUND_PAGE_DTOR,
503 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
504         HUGETLB_PAGE_DTOR,
505 #endif
506 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
507         TRANSHUGE_PAGE_DTOR,
508 #endif
509         NR_COMPOUND_DTORS,
510 };
511 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
512
513 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
514                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
515 {
516         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
517         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
518 }
519
520 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
521 {
522         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
523         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
524 }
525
526 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
527 {
528         if (!PageHead(page))
529                 return 0;
530         return page[1].compound_order;
531 }
532
533 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
534 {
535         page[1].compound_order = order;
536 }
537
538 void free_compound_page(struct page *page);
539
540 #ifdef CONFIG_MMU
541 /*
542  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
543  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
544  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
545  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
546  */
547 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
548 {
549         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
550                 pte = pte_mkwrite(pte);
551         return pte;
552 }
553
554 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
555                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
556 #endif
557
558 /*
559  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
560  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
561  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
562  * only one copy in memory, at most, normally.
563  *
564  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
565  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
566  *   freelist management in the buddy allocator.
567  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
568  *
569  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
570  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
571  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
572  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
573  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
574  *
575  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
576  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
577  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
578  * and page->virtual store page management information, but all other fields
579  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
580  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
581  * subsequently been given references to it.
582  *
583  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
584  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
585  * The following discussion applies only to them.
586  *
587  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
588  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
589  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
590  * into the filesystem to release these pages.
591  *
592  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
593  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
594  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
595  *
596  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
597  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
598  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
599  *
600  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
601  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
602  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
603  *
604  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
605  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
606  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
607  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
608  *
609  * All pagecache pages may be subject to I/O:
610  * - inode pages may need to be read from disk,
611  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
612  *   to be written back to the inode on disk,
613  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
614  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
615  *   back into memory.
616  */
617
618 /*
619  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
620  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
621  */
622
623 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
624 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
625 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
626 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
627 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
628
629 /*
630  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
631  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
632  * the compiler will optimise away reference to them.
633  */
634 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
635 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
636 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
637 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
638
639 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
640 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
641 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
642 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
643                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
644 #else
645 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
646 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
647                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
648 #endif
649
650 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
651
652 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
653 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
654 #endif
655
656 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
657 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
658 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
659 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
660 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
661
662 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
663 {
664         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
668 void get_zone_device_page(struct page *page);
669 void put_zone_device_page(struct page *page);
670 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
671 {
672         return page_zonenum(page) == ZONE_DEVICE;
673 }
674 #else
675 static inline void get_zone_device_page(struct page *page)
676 {
677 }
678 static inline void put_zone_device_page(struct page *page)
679 {
680 }
681 static inline bool is_zone_device_page(const struct page *page)
682 {
683         return false;
684 }
685 #endif
686
687 static inline void get_page(struct page *page)
688 {
689         page = compound_head(page);
690         /*
691          * Getting a normal page or the head of a compound page
692          * requires to already have an elevated page->_count.
693          */
694         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
695         atomic_inc(&page->_count);
696
697         if (unlikely(is_zone_device_page(page)))
698                 get_zone_device_page(page);
699 }
700
701 static inline void put_page(struct page *page)
702 {
703         page = compound_head(page);
704
705         if (put_page_testzero(page))
706                 __put_page(page);
707
708         if (unlikely(is_zone_device_page(page)))
709                 put_zone_device_page(page);
710 }
711
712 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
713 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
714 #endif
715
716 /*
717  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
718  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
719  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
720  * node id available in page flags.
721  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
722  * pages in a zone.
723  */
724 static inline int page_zone_id(struct page *page)
725 {
726         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
727 }
728
729 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
730 {
731 #ifdef CONFIG_NUMA
732         return zone->node;
733 #else
734         return 0;
735 #endif
736 }
737
738 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
739 extern int page_to_nid(const struct page *page);
740 #else
741 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
742 {
743         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
744 }
745 #endif
746
747 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
748 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
749 {
750         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
751 }
752
753 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
754 {
755         return cpupid & LAST__PID_MASK;
756 }
757
758 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
759 {
760         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
761 }
762
763 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
764 {
765         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
766 }
767
768 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
769 {
770         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
771 }
772
773 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
774 {
775         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
776 }
777
778 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
779 {
780         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
781 }
782
783 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
784 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
785 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
786 {
787         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
788 }
789
790 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
791 {
792         return page->_last_cpupid;
793 }
794 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
795 {
796         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
797 }
798 #else
799 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
800 {
801         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
802 }
803
804 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
805
806 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
807 {
808         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
809
810         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
811         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
812 }
813 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
814 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
815 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
816 {
817         return page_to_nid(page); /* XXX */
818 }
819
820 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
821 {
822         return page_to_nid(page); /* XXX */
823 }
824
825 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
826 {
827         return -1;
828 }
829
830 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
831 {
832         return -1;
833 }
834
835 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
836 {
837         return -1;
838 }
839
840 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
841 {
842         return -1;
843 }
844
845 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
846 {
847         return 1;
848 }
849
850 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
851 {
852 }
853
854 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
855 {
856         return false;
857 }
858 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
859
860 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
861 {
862         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
863 }
864
865 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
866 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
867 {
868         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
869         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
870 }
871
872 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
873 {
874         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
875 }
876 #endif
877
878 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
879 {
880         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
881         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
882 }
883
884 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
885 {
886         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
887         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
888 }
889
890 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
891         unsigned long node, unsigned long pfn)
892 {
893         set_page_zone(page, zone);
894         set_page_node(page, node);
895 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
896         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
897 #endif
898 }
899
900 #ifdef CONFIG_MEMCG
901 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
902 {
903         return page->mem_cgroup;
904 }
905
906 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
907 {
908         page->mem_cgroup = memcg;
909 }
910 #else
911 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
912 {
913         return NULL;
914 }
915
916 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
917 {
918 }
919 #endif
920
921 /*
922  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
923  */
924 #include <linux/vmstat.h>
925
926 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
927 {
928         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
929 }
930
931 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
932 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
933 #endif
934
935 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
936 static inline void *page_address(const struct page *page)
937 {
938         return page->virtual;
939 }
940 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
941 {
942         page->virtual = address;
943 }
944 #define page_address_init()  do { } while(0)
945 #endif
946
947 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
948 void *page_address(const struct page *page);
949 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
950 void page_address_init(void);
951 #endif
952
953 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
954 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
955 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
956 #define page_address_init()  do { } while(0)
957 #endif
958
959 extern void *page_rmapping(struct page *page);
960 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
961 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
962
963 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
964
965 static inline
966 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
967 {
968         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
969                 return __page_file_mapping(page);
970
971         return page->mapping;
972 }
973
974 /*
975  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
976  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
977  */
978 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
979 {
980         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
981                 return page_private(page);
982         return page->index;
983 }
984
985 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
986
987 /*
988  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
989  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
990  */
991 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
992 {
993         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
994                 return __page_file_index(page);
995
996         return page->index;
997 }
998
999 /*
1000  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1001  * For compound page it returns true if any subpage of compound page is mapped.
1002  */
1003 static inline bool page_mapped(struct page *page)
1004 {
1005         int i;
1006         if (likely(!PageCompound(page)))
1007                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
1008         page = compound_head(page);
1009         if (atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) >= 0)
1010                 return true;
1011         for (i = 0; i < hpage_nr_pages(page); i++) {
1012                 if (atomic_read(&page[i]._mapcount) >= 0)
1013                         return true;
1014         }
1015         return false;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Return true only if the page has been allocated with
1020  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1021  * met implying that the system is under some pressure.
1022  */
1023 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1024 {
1025         /*
1026          * Page index cannot be this large so this must be
1027          * a pfmemalloc page.
1028          */
1029         return page->index == -1UL;
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1034  * page.
1035  */
1036 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1037 {
1038         page->index = -1UL;
1039 }
1040
1041 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1042 {
1043         page->index = 0;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1048  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1049  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1050  */
1051
1052 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1053
1054 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1055 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1056 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1057 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1058 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1059 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1060 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1061
1062 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1063 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1064 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1065 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1066
1067 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1068
1069 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1070                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1071                          VM_FAULT_FALLBACK)
1072
1073 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1074 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1075 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1076
1077 /*
1078  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1079  */
1080 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1081
1082 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1083
1084 /*
1085  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1086  * various contexts.
1087  */
1088 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1089
1090 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1091 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1092
1093 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1094 #ifdef CONFIG_SHMEM
1095 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1096 #else
1097 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1098 {
1099         return false;
1100 }
1101 #endif
1102
1103 extern int can_do_mlock(void);
1104 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1105 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1106
1107 /*
1108  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1109  */
1110 struct zap_details {
1111         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1112         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1113         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1114 };
1115
1116 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1117                 pte_t pte);
1118
1119 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1120                 unsigned long size);
1121 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1122                 unsigned long size, struct zap_details *);
1123 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1124                 unsigned long start, unsigned long end);
1125
1126 /**
1127  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1128  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1129  *             this handler is required to be able to handle
1130  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1131  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1132  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1133  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1134  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1135  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1136  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1137  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1138  *             and a negative one means "abort current page table walk
1139  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1140  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1141  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1142  * @private:   private data for callbacks' usage
1143  *
1144  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1145  */
1146 struct mm_walk {
1147         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1148                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1149         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1150                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1151         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1152                         struct mm_walk *walk);
1153         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1154                              unsigned long addr, unsigned long next,
1155                              struct mm_walk *walk);
1156         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1157                         struct mm_walk *walk);
1158         struct mm_struct *mm;
1159         struct vm_area_struct *vma;
1160         void *private;
1161 };
1162
1163 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1164                 struct mm_walk *walk);
1165 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1166 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1167                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1168 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1169                         struct vm_area_struct *vma);
1170 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1171                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1172 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1173         unsigned long *pfn);
1174 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1175                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1176 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1177                         void *buf, int len, int write);
1178
1179 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1180                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1181 {
1182         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1183 }
1184
1185 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1186 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1187 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1188 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1189 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1190 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1191 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1192
1193 #ifdef CONFIG_MMU
1194 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1195                         unsigned long address, unsigned int flags);
1196 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1197                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1198 #else
1199 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1200                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1201                         unsigned int flags)
1202 {
1203         /* should never happen if there's no MMU */
1204         BUG();
1205         return VM_FAULT_SIGBUS;
1206 }
1207 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1208                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1209                 unsigned int fault_flags)
1210 {
1211         /* should never happen if there's no MMU */
1212         BUG();
1213         return -EFAULT;
1214 }
1215 #endif
1216
1217 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1218 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1219                 void *buf, int len, int write);
1220
1221 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1222                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1223                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1224                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1225 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1226                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1227                     int write, int force, struct page **pages,
1228                     struct vm_area_struct **vmas);
1229 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1230                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1231                     int write, int force, struct page **pages,
1232                     int *locked);
1233 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1234                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1235                                int write, int force, struct page **pages,
1236                                unsigned int gup_flags);
1237 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1238                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1239                     int write, int force, struct page **pages);
1240 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1241                         struct page **pages);
1242
1243 /* Container for pinned pfns / pages */
1244 struct frame_vector {
1245         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1246         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1247         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1248         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1249         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1250                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1251                                  * for access */
1252 };
1253
1254 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1255 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1256 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1257                      bool write, bool force, struct frame_vector *vec);
1258 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1259 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1260 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1261
1262 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1263 {
1264         return vec->nr_frames;
1265 }
1266
1267 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1268 {
1269         if (vec->is_pfns) {
1270                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1271
1272                 if (err)
1273                         return ERR_PTR(err);
1274         }
1275         return (struct page **)(vec->ptrs);
1276 }
1277
1278 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1279 {
1280         if (!vec->is_pfns)
1281                 frame_vector_to_pfns(vec);
1282         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1283 }
1284
1285 struct kvec;
1286 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1287                         struct page **pages);
1288 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1289 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1290
1291 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1292 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1293                               unsigned int length);
1294
1295 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1296 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1297 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1298                                 struct page *page);
1299 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping,
1300                           struct mem_cgroup *memcg);
1301 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1302                           struct mem_cgroup *memcg, struct bdi_writeback *wb);
1303 int set_page_dirty(struct page *page);
1304 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1305 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1306 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1307
1308 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1309
1310 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1311 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1312 {
1313         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1314 }
1315
1316 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1317 {
1318         return !vma->vm_ops;
1319 }
1320
1321 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1322                                              unsigned long addr)
1323 {
1324         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1325                 (vma->vm_start == addr) &&
1326                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1327 }
1328
1329 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1330 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1331 {
1332         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1333 }
1334
1335 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1336                                            unsigned long addr)
1337 {
1338         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1339                 (vma->vm_end == addr) &&
1340                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1341 }
1342
1343 extern struct task_struct *task_of_stack(struct task_struct *task,
1344                                 struct vm_area_struct *vma, bool in_group);
1345
1346 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1347                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1348                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1349                 bool need_rmap_locks);
1350 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1351                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1352                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1353 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1354                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1355                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1356
1357 /*
1358  * doesn't attempt to fault and will return short.
1359  */
1360 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1361                           struct page **pages);
1362 /*
1363  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1364  */
1365 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1366 {
1367         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1368
1369 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1370         /*
1371          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1372          * But it's never be expected number for users.
1373          */
1374         if (val < 0)
1375                 val = 0;
1376 #endif
1377         return (unsigned long)val;
1378 }
1379
1380 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1381 {
1382         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1383 }
1384
1385 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1386 {
1387         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1388 }
1389
1390 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1391 {
1392         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1393 }
1394
1395 /* Optimized variant when page is already known not to be PageAnon */
1396 static inline int mm_counter_file(struct page *page)
1397 {
1398         if (PageSwapBacked(page))
1399                 return MM_SHMEMPAGES;
1400         return MM_FILEPAGES;
1401 }
1402
1403 static inline int mm_counter(struct page *page)
1404 {
1405         if (PageAnon(page))
1406                 return MM_ANONPAGES;
1407         return mm_counter_file(page);
1408 }
1409
1410 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1411 {
1412         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1413                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES) +
1414                 get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES);
1415 }
1416
1417 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1418 {
1419         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1420 }
1421
1422 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1423 {
1424         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1425 }
1426
1427 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1428 {
1429         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1430
1431         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1432                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1433 }
1434
1435 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1436 {
1437         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1438                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1439 }
1440
1441 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1442 {
1443         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1444 }
1445
1446 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1447                                          struct mm_struct *mm)
1448 {
1449         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1450
1451         if (*maxrss < hiwater_rss)
1452                 *maxrss = hiwater_rss;
1453 }
1454
1455 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1456 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1457 #else
1458 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1459 {
1460 }
1461 #endif
1462
1463 #ifndef __HAVE_ARCH_PTE_DEVMAP
1464 static inline int pte_devmap(pte_t pte)
1465 {
1466         return 0;
1467 }
1468 #endif
1469
1470 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1471
1472 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1473                                spinlock_t **ptl);
1474 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1475                                     spinlock_t **ptl)
1476 {
1477         pte_t *ptep;
1478         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1479         return ptep;
1480 }
1481
1482 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1483 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1484                                                 unsigned long address)
1485 {
1486         return 0;
1487 }
1488 #else
1489 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1490 #endif
1491
1492 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1493 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1494                                                 unsigned long address)
1495 {
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1500
1501 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1502 {
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1507 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1508
1509 #else
1510 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1511
1512 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1513 {
1514         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1515 }
1516
1517 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1518 {
1519         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1520 }
1521
1522 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1523 {
1524         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1525 }
1526
1527 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1528 {
1529         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1530 }
1531 #endif
1532
1533 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1534                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1535 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1536
1537 /*
1538  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1539  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1540  */
1541 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1542 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1543 {
1544         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1545                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1546 }
1547
1548 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1549 {
1550         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1551                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1552 }
1553 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1554
1555 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1556 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1557 void __init ptlock_cache_init(void);
1558 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1559 extern void ptlock_free(struct page *page);
1560
1561 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1562 {
1563         return page->ptl;
1564 }
1565 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1566 static inline void ptlock_cache_init(void)
1567 {
1568 }
1569
1570 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1571 {
1572         return true;
1573 }
1574
1575 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1576 {
1577 }
1578
1579 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1580 {
1581         return &page->ptl;
1582 }
1583 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1584
1585 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1586 {
1587         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1588 }
1589
1590 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1591 {
1592         /*
1593          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1594          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1595          *
1596          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1597          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1598          */
1599         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1600         if (!ptlock_alloc(page))
1601                 return false;
1602         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1603         return true;
1604 }
1605
1606 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1607 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1608 {
1609         page->mapping = NULL;
1610         ptlock_free(page);
1611 }
1612
1613 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1614 /*
1615  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1616  */
1617 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1618 {
1619         return &mm->page_table_lock;
1620 }
1621 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1622 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1623 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1624 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1625
1626 static inline void pgtable_init(void)
1627 {
1628         ptlock_cache_init();
1629         pgtable_cache_init();
1630 }
1631
1632 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1633 {
1634         if (!ptlock_init(page))
1635                 return false;
1636         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1637         return true;
1638 }
1639
1640 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1641 {
1642         pte_lock_deinit(page);
1643         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1644 }
1645
1646 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1647 ({                                                      \
1648         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1649         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1650         *(ptlp) = __ptl;                                \
1651         spin_lock(__ptl);                               \
1652         __pte;                                          \
1653 })
1654
1655 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1656         spin_unlock(ptl);                               \
1657         pte_unmap(pte);                                 \
1658 } while (0)
1659
1660 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1661         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1662                                                         pmd, address))? \
1663          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1664
1665 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1666         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1667                                                         pmd, address))? \
1668                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1669
1670 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1671         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1672                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1673
1674 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1675
1676 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1677 {
1678         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1679         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1680 }
1681
1682 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1683 {
1684         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1685 }
1686
1687 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1688 {
1689 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1690         page->pmd_huge_pte = NULL;
1691 #endif
1692         return ptlock_init(page);
1693 }
1694
1695 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1696 {
1697 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1698         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1699 #endif
1700         ptlock_free(page);
1701 }
1702
1703 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1704
1705 #else
1706
1707 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1708 {
1709         return &mm->page_table_lock;
1710 }
1711
1712 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1713 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1714
1715 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1716
1717 #endif
1718
1719 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1720 {
1721         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1722         spin_lock(ptl);
1723         return ptl;
1724 }
1725
1726 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1727 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1728                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1729 extern void free_initmem(void);
1730
1731 /*
1732  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1733  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1734  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1735  * Return pages freed into the buddy system.
1736  */
1737 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1738                                         int poison, char *s);
1739
1740 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1741 /*
1742  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1743  * and totalram_pages.
1744  */
1745 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1746 #endif
1747
1748 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1749 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1750
1751 extern void reserve_bootmem_region(unsigned long start, unsigned long end);
1752
1753 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1754 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1755 {
1756         ClearPageReserved(page);
1757         init_page_count(page);
1758         __free_page(page);
1759 }
1760
1761 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1762 {
1763         __free_reserved_page(page);
1764         adjust_managed_page_count(page, 1);
1765 }
1766
1767 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1768 {
1769         SetPageReserved(page);
1770         adjust_managed_page_count(page, -1);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1775  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1776  * range [0, UCHAR_MAX].
1777  * Return pages freed into the buddy system.
1778  */
1779 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1780 {
1781         extern char __init_begin[], __init_end[];
1782
1783         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1784                                   poison, "unused kernel");
1785 }
1786
1787 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1788 {
1789         int nid;
1790         unsigned long phys_pages = 0;
1791
1792         for_each_online_node(nid)
1793                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1794
1795         return phys_pages;
1796 }
1797
1798 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1799 /*
1800  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1801  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1802  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1803  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1804  * free_area_init_node()
1805  *
1806  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1807  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1808  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1809  * usage, an architecture is expected to do something like
1810  *
1811  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1812  *                                                       max_highmem_pfn};
1813  * for_each_valid_physical_page_range()
1814  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1815  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1816  *
1817  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1818  * registered physical page range.  Similarly
1819  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1820  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1821  *
1822  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1823  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1824  */
1825 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1826 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1827 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1828                                                 unsigned long end_pfn);
1829 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1830                                                 unsigned long end_pfn);
1831 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1832                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1833 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1834 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1835                                                 unsigned long max_low_pfn);
1836 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1837
1838 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1839
1840 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1841     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1842 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1843                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1844 {
1845         return 0;
1846 }
1847 #else
1848 /* please see mm/page_alloc.c */
1849 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1850 /* there is a per-arch backend function. */
1851 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1852                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
1853 #endif
1854
1855 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1856 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1857                                 unsigned long, enum memmap_context);
1858 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1859 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1860 extern void mem_init(void);
1861 extern void __init mmap_init(void);
1862 extern void show_mem(unsigned int flags);
1863 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1864 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1865
1866 extern __printf(3, 4)
1867 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1868                 const char *fmt, ...);
1869
1870 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1871
1872 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1873 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1874
1875 /* page_alloc.c */
1876 extern int min_free_kbytes;
1877
1878 /* nommu.c */
1879 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1880 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1881
1882 /* interval_tree.c */
1883 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1884                               struct rb_root *root);
1885 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1886                                     struct vm_area_struct *prev,
1887                                     struct rb_root *root);
1888 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1889                               struct rb_root *root);
1890 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1891                                 unsigned long start, unsigned long last);
1892 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1893                                 unsigned long start, unsigned long last);
1894
1895 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1896         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1897              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1898
1899 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1900                                    struct rb_root *root);
1901 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1902                                    struct rb_root *root);
1903 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1904         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1905 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1906         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1907 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1908 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1909 #endif
1910
1911 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1912         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1913              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1914
1915 /* mmap.c */
1916 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1917 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1918         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1919 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1920         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1921         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1922         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
1923 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1924 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1925         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1926 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1927 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1928         struct rb_node **, struct rb_node *);
1929 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1930 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1931         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1932         bool *need_rmap_locks);
1933 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1934
1935 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1936                                     unsigned long new,
1937                                     unsigned long start,
1938                                     unsigned long end_data,
1939                                     unsigned long start_data)
1940 {
1941         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1942                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1943                         return -ENOSPC;
1944         }
1945
1946         return 0;
1947 }
1948
1949 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1950 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1951
1952 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1953 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1954
1955 extern bool may_expand_vm(struct mm_struct *, vm_flags_t, unsigned long npages);
1956 extern void vm_stat_account(struct mm_struct *, vm_flags_t, long npages);
1957
1958 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1959                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1960                                    unsigned long flags,
1961                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1962 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1963 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1964                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1965                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1966
1967 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1968
1969 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1970         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1971 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1972         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1973         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1974 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1975
1976 static inline unsigned long
1977 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1978         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1979         unsigned long pgoff, unsigned long *populate)
1980 {
1981         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate);
1982 }
1983
1984 #ifdef CONFIG_MMU
1985 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1986                          int ignore_errors);
1987 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1988 {
1989         /* Ignore errors */
1990         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1991 }
1992 #else
1993 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1994 #endif
1995
1996 /* These take the mm semaphore themselves */
1997 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1998 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1999 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
2000         unsigned long, unsigned long,
2001         unsigned long, unsigned long);
2002
2003 struct vm_unmapped_area_info {
2004 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
2005         unsigned long flags;
2006         unsigned long length;
2007         unsigned long low_limit;
2008         unsigned long high_limit;
2009         unsigned long align_mask;
2010         unsigned long align_offset;
2011 };
2012
2013 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
2014 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
2015
2016 /*
2017  * Search for an unmapped address range.
2018  *
2019  * We are looking for a range that:
2020  * - does not intersect with any VMA;
2021  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
2022  * - is at least the desired size.
2023  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
2024  */
2025 static inline unsigned long
2026 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
2027 {
2028         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
2029                 return unmapped_area_topdown(info);
2030         else
2031                 return unmapped_area(info);
2032 }
2033
2034 /* truncate.c */
2035 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
2036 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
2037                                        loff_t lstart, loff_t lend);
2038 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
2039
2040 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
2041 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
2042 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
2043 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
2044
2045 /* mm/page-writeback.c */
2046 int write_one_page(struct page *page, int wait);
2047 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
2048
2049 /* readahead.c */
2050 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
2051 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
2052
2053 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
2054                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
2055
2056 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
2057                                struct file_ra_state *ra,
2058                                struct file *filp,
2059                                pgoff_t offset,
2060                                unsigned long size);
2061
2062 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2063                                 struct file_ra_state *ra,
2064                                 struct file *filp,
2065                                 struct page *pg,
2066                                 pgoff_t offset,
2067                                 unsigned long size);
2068
2069 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2070 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2071
2072 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2073 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2074                 unsigned long address);
2075 #if VM_GROWSUP
2076 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2077 #else
2078   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2079 #endif
2080
2081 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2082 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2083 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2084                                              struct vm_area_struct **pprev);
2085
2086 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2087    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2088 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2089 {
2090         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2091
2092         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2093                 vma = NULL;
2094         return vma;
2095 }
2096
2097 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2098 {
2099         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2100 }
2101
2102 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2103 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2104                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2105 {
2106         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2107
2108         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2109                 vma = NULL;
2110
2111         return vma;
2112 }
2113
2114 #ifdef CONFIG_MMU
2115 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2116 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2117 #else
2118 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2119 {
2120         return __pgprot(0);
2121 }
2122 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2123 {
2124         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2125 }
2126 #endif
2127
2128 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2129 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2130                         unsigned long start, unsigned long end);
2131 #endif
2132
2133 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2134 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2135                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2136 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2137 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2138                         unsigned long pfn);
2139 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2140                         pfn_t pfn);
2141 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2142
2143
2144 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2145                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2146                               unsigned int *page_mask);
2147
2148 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2149                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2150 {
2151         unsigned int unused_page_mask;
2152         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2153 }
2154
2155 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2156 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2157 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2158 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2159 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2160 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2161                                  * and return without waiting upon it */
2162 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2163 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2164 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2165 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2166 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2167 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2168 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2169
2170 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2171                         void *data);
2172 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2173                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2174
2175
2176 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2177 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2178 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2179
2180 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2181 {
2182         return _debug_pagealloc_enabled;
2183 }
2184
2185 static inline void
2186 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2187 {
2188         if (!debug_pagealloc_enabled())
2189                 return;
2190
2191         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2192 }
2193 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2194 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2195 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2196 #else
2197 static inline void
2198 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2199 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2200 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2201 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2202 #endif
2203
2204 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2205 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2206 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2207 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2208 #else
2209 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2210 {
2211         return NULL;
2212 }
2213 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2214 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2215 {
2216         return 0;
2217 }
2218 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2219
2220 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2221 extern int sysctl_drop_caches;
2222 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2223                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2224 #endif
2225
2226 void drop_slab(void);
2227 void drop_slab_node(int nid);
2228
2229 #ifndef CONFIG_MMU
2230 #define randomize_va_space 0
2231 #else
2232 extern int randomize_va_space;
2233 #endif
2234
2235 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2236 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2237
2238 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2239                                    unsigned long pnum_begin,
2240                                    unsigned long pnum_end,
2241                                    unsigned long map_count,
2242                                    int nodeid);
2243
2244 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2245 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2246 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2247 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2248 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2249 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2250 struct vmem_altmap;
2251 void *__vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node,
2252                 struct vmem_altmap *altmap);
2253 static inline void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
2254 {
2255         return __vmemmap_alloc_block_buf(size, node, NULL);
2256 }
2257
2258 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2259 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2260                                int node);
2261 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2262 void vmemmap_populate_print_last(void);
2263 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2264 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2265 #endif
2266 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2267                                   unsigned long size);
2268
2269 enum mf_flags {
2270         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2271         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2272         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2273         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2274 };
2275 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2276 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2277 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2278 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2279 #define put_hwpoison_page(page) put_page(page)
2280 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2281 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2282 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2283 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2284 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2285
2286
2287 /*
2288  * Error handlers for various types of pages.
2289  */
2290 enum mf_result {
2291         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2292         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2293         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2294         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2295 };
2296
2297 enum mf_action_page_type {
2298         MF_MSG_KERNEL,
2299         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2300         MF_MSG_SLAB,
2301         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2302         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2303         MF_MSG_HUGE,
2304         MF_MSG_FREE_HUGE,
2305         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2306         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2307         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2308         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2309         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2310         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2311         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2312         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2313         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2314         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2315         MF_MSG_BUDDY,
2316         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2317         MF_MSG_UNKNOWN,
2318 };
2319
2320 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2321 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2322                             unsigned long addr,
2323                             unsigned int pages_per_huge_page);
2324 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2325                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2326                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2327 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2328
2329 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2330 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2331
2332 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2333 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2334 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2335
2336 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2337 {
2338         return _debug_guardpage_minorder;
2339 }
2340
2341 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2342 {
2343         return _debug_guardpage_enabled;
2344 }
2345
2346 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2347 {
2348         struct page_ext *page_ext;
2349
2350         if (!debug_guardpage_enabled())
2351                 return false;
2352
2353         page_ext = lookup_page_ext(page);
2354         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2355 }
2356 #else
2357 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2358 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2359 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2360 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2361
2362 #if MAX_NUMNODES > 1
2363 void __init setup_nr_node_ids(void);
2364 #else
2365 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2366 #endif
2367
2368 #endif /* __KERNEL__ */
2369 #endif /* _LINUX_MM_H */