fa0d74e0642812dc21e9c32b8e4fc57514238117
[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/bit_spinlock.h>
20 #include <linux/shrinker.h>
21 #include <linux/resource.h>
22
23 struct mempolicy;
24 struct anon_vma;
25 struct anon_vma_chain;
26 struct file_ra_state;
27 struct user_struct;
28 struct writeback_control;
29
30 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
31 extern unsigned long max_mapnr;
32
33 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
34 {
35         max_mapnr = limit;
36 }
37 #else
38 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
39 #endif
40
41 extern unsigned long totalram_pages;
42 extern void * high_memory;
43 extern int page_cluster;
44
45 #ifdef CONFIG_SYSCTL
46 extern int sysctl_legacy_va_layout;
47 #else
48 #define sysctl_legacy_va_layout 0
49 #endif
50
51 #include <asm/page.h>
52 #include <asm/pgtable.h>
53 #include <asm/processor.h>
54
55 #ifndef __pa_symbol
56 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
57 #endif
58
59 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
60 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
61
62 extern int sysctl_overcommit_memory;
63 extern int sysctl_overcommit_ratio;
64 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
65
66 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
67                                     size_t *, loff_t *);
68 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
69                                     size_t *, loff_t *);
70
71 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
72
73 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
74 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
75
76 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
77 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
78
79 /*
80  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
81  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
82  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
83  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
84  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
85  * mmap() functions).
86  */
87
88 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
89
90 #ifndef CONFIG_MMU
91 extern struct rb_root nommu_region_tree;
92 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
93
94 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
95 #endif
96
97 /*
98  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
99  */
100 #define VM_NONE         0x00000000
101
102 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
103 #define VM_WRITE        0x00000002
104 #define VM_EXEC         0x00000004
105 #define VM_SHARED       0x00000008
106
107 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
108 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
109 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
110 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
111 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
112
113 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
114 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
115 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
116
117 #define VM_LOCKED       0x00002000
118 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
119
120                                         /* Used by sys_madvise() */
121 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
122 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
123
124 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
125 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
126 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
127 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
128 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
129 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
130 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
131 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
132
133 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
134 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
135 #else
136 # define VM_SOFTDIRTY   0
137 #endif
138
139 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
140 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
141 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
142 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
143
144 #if defined(CONFIG_X86)
145 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
146 #elif defined(CONFIG_PPC)
147 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
148 #elif defined(CONFIG_PARISC)
149 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
150 #elif defined(CONFIG_METAG)
151 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
152 #elif defined(CONFIG_IA64)
153 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
154 #elif !defined(CONFIG_MMU)
155 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
156 #endif
157
158 #ifndef VM_GROWSUP
159 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
160 #endif
161
162 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
163 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
164
165 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
166 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
167 #endif
168
169 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
170 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
171 #else
172 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
173 #endif
174
175 /*
176  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
177  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
178  */
179 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
180
181 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
182 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
183
184 /*
185  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
186  * low four bits) to a page protection mask..
187  */
188 extern pgprot_t protection_map[16];
189
190 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
191 #define FAULT_FLAG_NONLINEAR    0x02    /* Fault was via a nonlinear mapping */
192 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x04    /* Fault was mkwrite of existing pte */
193 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x08    /* Retry fault if blocking */
194 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x10    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
195 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x20    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
196 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x40    /* second try */
197 #define FAULT_FLAG_USER         0x80    /* The fault originated in userspace */
198
199 /*
200  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
201  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
202  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
203  *
204  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible. If pgoff
205  * is used, one may implement ->remap_pages to get nonlinear mapping support.
206  */
207 struct vm_fault {
208         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
209         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
210         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
211
212         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
213                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
214                                          * is set (which is also implied by
215                                          * VM_FAULT_ERROR).
216                                          */
217         /* for ->map_pages() only */
218         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
219                                          * max_pgoff inclusive */
220         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
221 };
222
223 /*
224  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
225  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
226  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
227  */
228 struct vm_operations_struct {
229         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
230         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
231         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
232         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
233
234         /* notification that a previously read-only page is about to become
235          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
236         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
237
238         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
239          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
240          */
241         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
242                       void *buf, int len, int write);
243
244         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
245          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
246          * vma to be dumped unconditionally. */
247         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
248
249 #ifdef CONFIG_NUMA
250         /*
251          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
252          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
253          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
254          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
255          * mempolicy.
256          */
257         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
258
259         /*
260          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
261          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
262          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
263          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
264          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
265          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
266          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
267          * policy.
268          */
269         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
270                                         unsigned long addr);
271         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
272                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
273 #endif
274         /* called by sys_remap_file_pages() to populate non-linear mapping */
275         int (*remap_pages)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
276                            unsigned long size, pgoff_t pgoff);
277 };
278
279 struct mmu_gather;
280 struct inode;
281
282 #define page_private(page)              ((page)->private)
283 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
284
285 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
286 static inline void set_freepage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
287 {
288         page->index = migratetype;
289 }
290
291 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
292 static inline int get_freepage_migratetype(struct page *page)
293 {
294         return page->index;
295 }
296
297 /*
298  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
299  * files which need it (119 of them)
300  */
301 #include <linux/page-flags.h>
302 #include <linux/huge_mm.h>
303
304 /*
305  * Methods to modify the page usage count.
306  *
307  * What counts for a page usage:
308  * - cache mapping   (page->mapping)
309  * - private data    (page->private)
310  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
311  *   is counted separately
312  *
313  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
314  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
315  */
316
317 /*
318  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
319  */
320 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
321 {
322         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
323         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
324 }
325
326 /*
327  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
328  * that is the case.
329  * This can be called when MMU is off so it must not access
330  * any of the virtual mappings.
331  */
332 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
333 {
334         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
335 }
336
337 /*
338  * Try to drop a ref unless the page has a refcount of one, return false if
339  * that is the case.
340  * This is to make sure that the refcount won't become zero after this drop.
341  * This can be called when MMU is off so it must not access
342  * any of the virtual mappings.
343  */
344 static inline int put_page_unless_one(struct page *page)
345 {
346         return atomic_add_unless(&page->_count, -1, 1);
347 }
348
349 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
350
351 /* Support for virtually mapped pages */
352 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
353 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
354
355 /*
356  * Determine if an address is within the vmalloc range
357  *
358  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
359  * is no special casing required.
360  */
361 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
362 {
363 #ifdef CONFIG_MMU
364         unsigned long addr = (unsigned long)x;
365
366         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
367 #else
368         return 0;
369 #endif
370 }
371 #ifdef CONFIG_MMU
372 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
373 #else
374 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
375 {
376         return 0;
377 }
378 #endif
379
380 extern void kvfree(const void *addr);
381
382 static inline void compound_lock(struct page *page)
383 {
384 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
385         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
386         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
387 #endif
388 }
389
390 static inline void compound_unlock(struct page *page)
391 {
392 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
393         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
394         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
395 #endif
396 }
397
398 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
399 {
400         unsigned long uninitialized_var(flags);
401 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
402         local_irq_save(flags);
403         compound_lock(page);
404 #endif
405         return flags;
406 }
407
408 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
409                                               unsigned long flags)
410 {
411 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
412         compound_unlock(page);
413         local_irq_restore(flags);
414 #endif
415 }
416
417 static inline struct page *compound_head_by_tail(struct page *tail)
418 {
419         struct page *head = tail->first_page;
420
421         /*
422          * page->first_page may be a dangling pointer to an old
423          * compound page, so recheck that it is still a tail
424          * page before returning.
425          */
426         smp_rmb();
427         if (likely(PageTail(tail)))
428                 return head;
429         return tail;
430 }
431
432 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
433 {
434         if (unlikely(PageTail(page)))
435                 return compound_head_by_tail(page);
436         return page;
437 }
438
439 /*
440  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
441  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
442  * and atomic_add_negative(-1).
443  */
444 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
445 {
446         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
447 }
448
449 static inline int page_mapcount(struct page *page)
450 {
451         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
452 }
453
454 static inline int page_count(struct page *page)
455 {
456         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
457 }
458
459 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
460 extern int PageHeadHuge(struct page *page_head);
461 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
462 static inline int PageHeadHuge(struct page *page_head)
463 {
464         return 0;
465 }
466 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
467
468 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
469 {
470         return !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
471 }
472
473 /*
474  * This takes a head page as parameter and tells if the
475  * tail page reference counting can be skipped.
476  *
477  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
478  * any given page where they return true here, until all tail pins
479  * have been released.
480  */
481 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
482 {
483         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
484         return __compound_tail_refcounted(page);
485 }
486
487 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
488 {
489         /*
490          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
491          */
492         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
493         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
494         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
495         if (compound_tail_refcounted(page->first_page))
496                 atomic_inc(&page->_mapcount);
497 }
498
499 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
500
501 static inline void get_page(struct page *page)
502 {
503         if (unlikely(PageTail(page)))
504                 if (likely(__get_page_tail(page)))
505                         return;
506         /*
507          * Getting a normal page or the head of a compound page
508          * requires to already have an elevated page->_count.
509          */
510         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
511         atomic_inc(&page->_count);
512 }
513
514 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
515 {
516         struct page *page = virt_to_page(x);
517         return compound_head(page);
518 }
519
520 /*
521  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
522  * the first time (boot or memory hotplug)
523  */
524 static inline void init_page_count(struct page *page)
525 {
526         atomic_set(&page->_count, 1);
527 }
528
529 /*
530  * PageBuddy() indicate that the page is free and in the buddy system
531  * (see mm/page_alloc.c).
532  *
533  * PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE must be <= -2 but better not too close to
534  * -2 so that an underflow of the page_mapcount() won't be mistaken
535  * for a genuine PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE. -128 can be created very
536  * efficiently by most CPU architectures.
537  */
538 #define PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE (-128)
539
540 static inline int PageBuddy(struct page *page)
541 {
542         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE;
543 }
544
545 static inline void __SetPageBuddy(struct page *page)
546 {
547         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_mapcount) != -1, page);
548         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BUDDY_MAPCOUNT_VALUE);
549 }
550
551 static inline void __ClearPageBuddy(struct page *page)
552 {
553         VM_BUG_ON_PAGE(!PageBuddy(page), page);
554         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
555 }
556
557 #define PAGE_BALLOON_MAPCOUNT_VALUE (-256)
558
559 static inline int PageBalloon(struct page *page)
560 {
561         return atomic_read(&page->_mapcount) == PAGE_BALLOON_MAPCOUNT_VALUE;
562 }
563
564 static inline void __SetPageBalloon(struct page *page)
565 {
566         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_mapcount) != -1, page);
567         atomic_set(&page->_mapcount, PAGE_BALLOON_MAPCOUNT_VALUE);
568 }
569
570 static inline void __ClearPageBalloon(struct page *page)
571 {
572         VM_BUG_ON_PAGE(!PageBalloon(page), page);
573         atomic_set(&page->_mapcount, -1);
574 }
575
576 void put_page(struct page *page);
577 void put_pages_list(struct list_head *pages);
578
579 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
580 int split_free_page(struct page *page);
581
582 /*
583  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
584  * prototype for that function and accessor functions.
585  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
586  */
587 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
588
589 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
590                                                 compound_page_dtor *dtor)
591 {
592         page[1].lru.next = (void *)dtor;
593 }
594
595 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
596 {
597         return (compound_page_dtor *)page[1].lru.next;
598 }
599
600 static inline int compound_order(struct page *page)
601 {
602         if (!PageHead(page))
603                 return 0;
604         return (unsigned long)page[1].lru.prev;
605 }
606
607 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
608 {
609         page[1].lru.prev = (void *)order;
610 }
611
612 #ifdef CONFIG_MMU
613 /*
614  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
615  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
616  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
617  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
618  */
619 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
620 {
621         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
622                 pte = pte_mkwrite(pte);
623         return pte;
624 }
625
626 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
627                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
628 #endif
629
630 /*
631  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
632  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
633  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
634  * only one copy in memory, at most, normally.
635  *
636  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
637  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
638  *   freelist management in the buddy allocator.
639  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
640  *
641  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
642  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
643  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
644  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
645  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
646  *
647  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
648  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
649  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
650  * and page->virtual store page management information, but all other fields
651  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
652  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
653  * subsequently been given references to it.
654  *
655  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
656  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
657  * The following discussion applies only to them.
658  *
659  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
660  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
661  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
662  * into the filesystem to release these pages.
663  *
664  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
665  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
666  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
667  *
668  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
669  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
670  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
671  *
672  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
673  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
674  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
675  *
676  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
677  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
678  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
679  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
680  *
681  * All pagecache pages may be subject to I/O:
682  * - inode pages may need to be read from disk,
683  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
684  *   to be written back to the inode on disk,
685  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
686  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
687  *   back into memory.
688  */
689
690 /*
691  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
692  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
693  */
694
695 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
696 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
697 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
698 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
699 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
700
701 /*
702  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
703  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
704  * the compiler will optimise away reference to them.
705  */
706 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
707 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
708 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
709 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
710
711 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
712 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
713 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
714 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
715                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
716 #else
717 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
718 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
719                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
720 #endif
721
722 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
723
724 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
725 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
726 #endif
727
728 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
729 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
730 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
731 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
732 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
733
734 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
735 {
736         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
737 }
738
739 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
740 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
741 #endif
742
743 /*
744  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
745  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
746  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
747  * node id available in page flags.
748  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
749  * pages in a zone.
750  */
751 static inline int page_zone_id(struct page *page)
752 {
753         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
754 }
755
756 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
757 {
758 #ifdef CONFIG_NUMA
759         return zone->node;
760 #else
761         return 0;
762 #endif
763 }
764
765 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
766 extern int page_to_nid(const struct page *page);
767 #else
768 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
769 {
770         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
771 }
772 #endif
773
774 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
775 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
776 {
777         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
778 }
779
780 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
781 {
782         return cpupid & LAST__PID_MASK;
783 }
784
785 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
786 {
787         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
788 }
789
790 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
791 {
792         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
793 }
794
795 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
796 {
797         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
798 }
799
800 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
801 {
802         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
803 }
804
805 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
806 {
807         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
808 }
809
810 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
811 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
812 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
813 {
814         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
815 }
816
817 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
818 {
819         return page->_last_cpupid;
820 }
821 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
822 {
823         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
824 }
825 #else
826 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
827 {
828         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
829 }
830
831 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
832
833 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
834 {
835         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
836
837         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
838         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
839 }
840 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
841 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
842 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
843 {
844         return page_to_nid(page); /* XXX */
845 }
846
847 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
848 {
849         return page_to_nid(page); /* XXX */
850 }
851
852 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
853 {
854         return -1;
855 }
856
857 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
858 {
859         return -1;
860 }
861
862 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
863 {
864         return -1;
865 }
866
867 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
868 {
869         return -1;
870 }
871
872 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
873 {
874         return 1;
875 }
876
877 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
878 {
879 }
880
881 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
882 {
883         return false;
884 }
885 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
886
887 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
888 {
889         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
890 }
891
892 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
893 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
894 {
895         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
896         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
897 }
898
899 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
900 {
901         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
902 }
903 #endif
904
905 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
906 {
907         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
908         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
909 }
910
911 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
912 {
913         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
914         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
915 }
916
917 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
918         unsigned long node, unsigned long pfn)
919 {
920         set_page_zone(page, zone);
921         set_page_node(page, node);
922 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
923         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
924 #endif
925 }
926
927 /*
928  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
929  */
930 #include <linux/vmstat.h>
931
932 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
933 {
934         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
935 }
936
937 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
938 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
939 #endif
940
941 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
942 static inline void *page_address(const struct page *page)
943 {
944         return page->virtual;
945 }
946 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
947 {
948         page->virtual = address;
949 }
950 #define page_address_init()  do { } while(0)
951 #endif
952
953 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
954 void *page_address(const struct page *page);
955 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
956 void page_address_init(void);
957 #endif
958
959 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
960 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
961 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
962 #define page_address_init()  do { } while(0)
963 #endif
964
965 /*
966  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
967  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
968  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.  See rmap.h.
969  *
970  * On an anonymous page in a VM_MERGEABLE area, if CONFIG_KSM is enabled,
971  * the PAGE_MAPPING_KSM bit may be set along with the PAGE_MAPPING_ANON bit;
972  * and then page->mapping points, not to an anon_vma, but to a private
973  * structure which KSM associates with that merged page.  See ksm.h.
974  *
975  * PAGE_MAPPING_KSM without PAGE_MAPPING_ANON is currently never used.
976  *
977  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
978  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
979  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
980  */
981 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
982 #define PAGE_MAPPING_KSM        2
983 #define PAGE_MAPPING_FLAGS      (PAGE_MAPPING_ANON | PAGE_MAPPING_KSM)
984
985 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
986
987 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
988 static inline void *page_rmapping(struct page *page)
989 {
990         return (void *)((unsigned long)page->mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
991 }
992
993 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
994
995 static inline
996 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
997 {
998         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
999                 return __page_file_mapping(page);
1000
1001         return page->mapping;
1002 }
1003
1004 static inline int PageAnon(struct page *page)
1005 {
1006         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
1011  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
1012  */
1013 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
1014 {
1015         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1016                 return page_private(page);
1017         return page->index;
1018 }
1019
1020 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
1021
1022 /*
1023  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
1024  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
1025  */
1026 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
1027 {
1028         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
1029                 return __page_file_index(page);
1030
1031         return page->index;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1036  */
1037 static inline int page_mapped(struct page *page)
1038 {
1039         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1044  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1045  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1046  */
1047
1048 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1049
1050 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1051 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1052 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1053 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1054 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1055 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1056
1057 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1058 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1059 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1060 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1061
1062 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1063
1064 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | \
1065                          VM_FAULT_FALLBACK | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
1066
1067 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1068 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1069 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1070
1071 /*
1072  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1073  */
1074 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1075
1076 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1077
1078 /*
1079  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1080  * various contexts.
1081  */
1082 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1083
1084 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1085 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1086
1087 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1088 #ifdef CONFIG_SHMEM
1089 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1090 #else
1091 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1092 {
1093         return false;
1094 }
1095 #endif
1096
1097 extern int can_do_mlock(void);
1098 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1099 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1100
1101 /*
1102  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1103  */
1104 struct zap_details {
1105         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
1106         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1107         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1108         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1109 };
1110
1111 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1112                 pte_t pte);
1113
1114 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1115                 unsigned long size);
1116 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1117                 unsigned long size, struct zap_details *);
1118 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1119                 unsigned long start, unsigned long end);
1120
1121 /**
1122  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1123  * @pgd_entry: if set, called for each non-empty PGD (top-level) entry
1124  * @pud_entry: if set, called for each non-empty PUD (2nd-level) entry
1125  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1126  *             this handler is required to be able to handle
1127  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1128  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1129  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1130  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1131  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1132  *                 *Caution*: The caller must hold mmap_sem() if @hugetlb_entry
1133  *                            is used.
1134  *
1135  * (see walk_page_range for more details)
1136  */
1137 struct mm_walk {
1138         int (*pgd_entry)(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
1139                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1140         int (*pud_entry)(pud_t *pud, unsigned long addr,
1141                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1142         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1143                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1144         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1145                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1146         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1147                         struct mm_walk *walk);
1148         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1149                              unsigned long addr, unsigned long next,
1150                              struct mm_walk *walk);
1151         struct mm_struct *mm;
1152         void *private;
1153 };
1154
1155 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1156                 struct mm_walk *walk);
1157 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1158                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1159 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1160                         struct vm_area_struct *vma);
1161 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1162                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1163 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1164         unsigned long *pfn);
1165 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1166                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1167 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1168                         void *buf, int len, int write);
1169
1170 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1171                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1172 {
1173         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1174 }
1175
1176 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1177 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1178 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1179 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1180 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1181 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1182
1183 #ifdef CONFIG_MMU
1184 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1185                         unsigned long address, unsigned int flags);
1186 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1187                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1188 #else
1189 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1190                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1191                         unsigned int flags)
1192 {
1193         /* should never happen if there's no MMU */
1194         BUG();
1195         return VM_FAULT_SIGBUS;
1196 }
1197 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1198                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1199                 unsigned int fault_flags)
1200 {
1201         /* should never happen if there's no MMU */
1202         BUG();
1203         return -EFAULT;
1204 }
1205 #endif
1206
1207 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1208 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1209                 void *buf, int len, int write);
1210
1211 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1212                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1213                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1214                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1215 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1216                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1217                     int write, int force, struct page **pages,
1218                     struct vm_area_struct **vmas);
1219 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1220                         struct page **pages);
1221 struct kvec;
1222 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1223                         struct page **pages);
1224 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1225 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1226
1227 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1228 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1229                               unsigned int length);
1230
1231 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1232 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1233 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1234                                 struct page *page);
1235 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1236 void account_page_writeback(struct page *page);
1237 int set_page_dirty(struct page *page);
1238 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1239 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1240 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1241
1242 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1243 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1244 {
1245         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1246 }
1247
1248 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1249                                              unsigned long addr)
1250 {
1251         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1252                 (vma->vm_start == addr) &&
1253                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1254 }
1255
1256 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1257 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1258 {
1259         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1260 }
1261
1262 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1263                                            unsigned long addr)
1264 {
1265         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1266                 (vma->vm_end == addr) &&
1267                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1268 }
1269
1270 extern struct task_struct *task_of_stack(struct task_struct *task,
1271                                 struct vm_area_struct *vma, bool in_group);
1272
1273 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1274                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1275                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1276                 bool need_rmap_locks);
1277 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1278                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1279                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1280 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1281                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1282                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1283
1284 /*
1285  * doesn't attempt to fault and will return short.
1286  */
1287 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1288                           struct page **pages);
1289 /*
1290  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1291  */
1292 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1293 {
1294         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1295
1296 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1297         /*
1298          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1299          * But it's never be expected number for users.
1300          */
1301         if (val < 0)
1302                 val = 0;
1303 #endif
1304         return (unsigned long)val;
1305 }
1306
1307 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1308 {
1309         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1310 }
1311
1312 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1313 {
1314         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1315 }
1316
1317 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1318 {
1319         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1320 }
1321
1322 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1323 {
1324         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1325                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1326 }
1327
1328 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1329 {
1330         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1331 }
1332
1333 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1334 {
1335         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1336 }
1337
1338 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1339 {
1340         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1341
1342         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1343                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1344 }
1345
1346 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1347 {
1348         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1349                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1350 }
1351
1352 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1353                                          struct mm_struct *mm)
1354 {
1355         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1356
1357         if (*maxrss < hiwater_rss)
1358                 *maxrss = hiwater_rss;
1359 }
1360
1361 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1362 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1363 #else
1364 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1365 {
1366 }
1367 #endif
1368
1369 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1370
1371 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1372                                spinlock_t **ptl);
1373 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1374                                     spinlock_t **ptl)
1375 {
1376         pte_t *ptep;
1377         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1378         return ptep;
1379 }
1380
1381 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1382 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1383                                                 unsigned long address)
1384 {
1385         return 0;
1386 }
1387 #else
1388 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1389 #endif
1390
1391 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1392 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1393                                                 unsigned long address)
1394 {
1395         return 0;
1396 }
1397 #else
1398 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1399 #endif
1400
1401 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1402                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1403 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1404
1405 /*
1406  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1407  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1408  */
1409 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1410 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1411 {
1412         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1413                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1414 }
1415
1416 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1417 {
1418         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1419                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1420 }
1421 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1422
1423 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1424 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1425 void __init ptlock_cache_init(void);
1426 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1427 extern void ptlock_free(struct page *page);
1428
1429 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1430 {
1431         return page->ptl;
1432 }
1433 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1434 static inline void ptlock_cache_init(void)
1435 {
1436 }
1437
1438 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1439 {
1440         return true;
1441 }
1442
1443 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1444 {
1445 }
1446
1447 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1448 {
1449         return &page->ptl;
1450 }
1451 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1452
1453 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1454 {
1455         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1456 }
1457
1458 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1459 {
1460         /*
1461          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1462          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1463          *
1464          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1465          * slab code uses page->slab_cache and page->first_page (for tail
1466          * pages), which share storage with page->ptl.
1467          */
1468         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1469         if (!ptlock_alloc(page))
1470                 return false;
1471         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1472         return true;
1473 }
1474
1475 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1476 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1477 {
1478         page->mapping = NULL;
1479         ptlock_free(page);
1480 }
1481
1482 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1483 /*
1484  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1485  */
1486 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1487 {
1488         return &mm->page_table_lock;
1489 }
1490 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1491 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1492 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1493 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1494
1495 static inline void pgtable_init(void)
1496 {
1497         ptlock_cache_init();
1498         pgtable_cache_init();
1499 }
1500
1501 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1502 {
1503         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1504         return ptlock_init(page);
1505 }
1506
1507 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1508 {
1509         pte_lock_deinit(page);
1510         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1511 }
1512
1513 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1514 ({                                                      \
1515         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1516         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1517         *(ptlp) = __ptl;                                \
1518         spin_lock(__ptl);                               \
1519         __pte;                                          \
1520 })
1521
1522 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1523         spin_unlock(ptl);                               \
1524         pte_unmap(pte);                                 \
1525 } while (0)
1526
1527 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1528         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1529                                                         pmd, address))? \
1530          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1531
1532 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1533         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1534                                                         pmd, address))? \
1535                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1536
1537 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1538         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1539                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1540
1541 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1542
1543 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1544 {
1545         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1546         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1547 }
1548
1549 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1550 {
1551         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1552 }
1553
1554 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1555 {
1556 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1557         page->pmd_huge_pte = NULL;
1558 #endif
1559         return ptlock_init(page);
1560 }
1561
1562 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1563 {
1564 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1565         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1566 #endif
1567         ptlock_free(page);
1568 }
1569
1570 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1571
1572 #else
1573
1574 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1575 {
1576         return &mm->page_table_lock;
1577 }
1578
1579 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1580 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1581
1582 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1583
1584 #endif
1585
1586 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1587 {
1588         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1589         spin_lock(ptl);
1590         return ptl;
1591 }
1592
1593 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1594 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1595                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1596 extern void free_initmem(void);
1597
1598 /*
1599  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1600  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1601  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1602  * Return pages freed into the buddy system.
1603  */
1604 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1605                                         int poison, char *s);
1606
1607 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1608 /*
1609  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1610  * and totalram_pages.
1611  */
1612 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1613 #endif
1614
1615 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1616 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1617
1618 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1619 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1620 {
1621         ClearPageReserved(page);
1622         init_page_count(page);
1623         __free_page(page);
1624 }
1625
1626 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1627 {
1628         __free_reserved_page(page);
1629         adjust_managed_page_count(page, 1);
1630 }
1631
1632 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1633 {
1634         SetPageReserved(page);
1635         adjust_managed_page_count(page, -1);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1640  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1641  * range [0, UCHAR_MAX].
1642  * Return pages freed into the buddy system.
1643  */
1644 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1645 {
1646         extern char __init_begin[], __init_end[];
1647
1648         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1649                                   poison, "unused kernel");
1650 }
1651
1652 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1653 {
1654         int nid;
1655         unsigned long phys_pages = 0;
1656
1657         for_each_online_node(nid)
1658                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1659
1660         return phys_pages;
1661 }
1662
1663 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1664 /*
1665  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1666  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1667  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1668  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1669  * free_area_init_node()
1670  *
1671  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1672  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1673  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1674  * usage, an architecture is expected to do something like
1675  *
1676  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1677  *                                                       max_highmem_pfn};
1678  * for_each_valid_physical_page_range()
1679  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1680  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1681  *
1682  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1683  * registered physical page range.  Similarly
1684  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1685  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1686  *
1687  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1688  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1689  */
1690 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1691 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1692 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1693                                                 unsigned long end_pfn);
1694 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1695                                                 unsigned long end_pfn);
1696 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1697                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1698 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1699 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1700                                                 unsigned long max_low_pfn);
1701 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1702
1703 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1704
1705 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1706     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1707 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1708 {
1709         return 0;
1710 }
1711 #else
1712 /* please see mm/page_alloc.c */
1713 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1714 /* there is a per-arch backend function. */
1715 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1716 #endif
1717
1718 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1719 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1720                                 unsigned long, enum memmap_context);
1721 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1722 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1723 extern void mem_init(void);
1724 extern void __init mmap_init(void);
1725 extern void show_mem(unsigned int flags);
1726 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1727 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1728
1729 extern __printf(3, 4)
1730 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1731
1732 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1733
1734 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1735 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1736
1737 /* page_alloc.c */
1738 extern int min_free_kbytes;
1739
1740 /* nommu.c */
1741 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1742 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1743
1744 /* interval_tree.c */
1745 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1746                               struct rb_root *root);
1747 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1748                                     struct vm_area_struct *prev,
1749                                     struct rb_root *root);
1750 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1751                               struct rb_root *root);
1752 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1753                                 unsigned long start, unsigned long last);
1754 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1755                                 unsigned long start, unsigned long last);
1756
1757 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1758         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1759              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1760
1761 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
1762                                         struct list_head *list)
1763 {
1764         list_add_tail(&vma->shared.nonlinear, list);
1765 }
1766
1767 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1768                                    struct rb_root *root);
1769 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1770                                    struct rb_root *root);
1771 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1772         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1773 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1774         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1775 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1776 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1777 #endif
1778
1779 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1780         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1781              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1782
1783 /* mmap.c */
1784 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1785 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1786         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1787 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1788         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1789         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1790         struct mempolicy *);
1791 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1792 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1793         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1794 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1795 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1796         struct rb_node **, struct rb_node *);
1797 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1798 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1799         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1800         bool *need_rmap_locks);
1801 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1802
1803 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1804                                     unsigned long new,
1805                                     unsigned long start,
1806                                     unsigned long end_data,
1807                                     unsigned long start_data)
1808 {
1809         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1810                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1811                         return -ENOSPC;
1812         }
1813
1814         return 0;
1815 }
1816
1817 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1818 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1819
1820 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1821 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1822
1823 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1824 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1825                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1826                                    unsigned long flags,
1827                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1828 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1829 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1830                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1831                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1832
1833 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1834
1835 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1836         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1837 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1838         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1839         unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1840 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1841
1842 #ifdef CONFIG_MMU
1843 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1844                          int ignore_errors);
1845 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1846 {
1847         /* Ignore errors */
1848         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1849 }
1850 #else
1851 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1852 #endif
1853
1854 /* These take the mm semaphore themselves */
1855 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1856 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1857 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1858         unsigned long, unsigned long,
1859         unsigned long, unsigned long);
1860
1861 struct vm_unmapped_area_info {
1862 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1863         unsigned long flags;
1864         unsigned long length;
1865         unsigned long low_limit;
1866         unsigned long high_limit;
1867         unsigned long align_mask;
1868         unsigned long align_offset;
1869 };
1870
1871 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1872 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1873
1874 /*
1875  * Search for an unmapped address range.
1876  *
1877  * We are looking for a range that:
1878  * - does not intersect with any VMA;
1879  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1880  * - is at least the desired size.
1881  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1882  */
1883 static inline unsigned long
1884 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1885 {
1886         if (!(info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN))
1887                 return unmapped_area(info);
1888         else
1889                 return unmapped_area_topdown(info);
1890 }
1891
1892 /* truncate.c */
1893 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1894 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1895                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1896 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1897
1898 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1899 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1900 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1901 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1902
1903 /* mm/page-writeback.c */
1904 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1905 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1906
1907 /* readahead.c */
1908 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1909 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1910
1911 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1912                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1913
1914 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1915                                struct file_ra_state *ra,
1916                                struct file *filp,
1917                                pgoff_t offset,
1918                                unsigned long size);
1919
1920 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1921                                 struct file_ra_state *ra,
1922                                 struct file *filp,
1923                                 struct page *pg,
1924                                 pgoff_t offset,
1925                                 unsigned long size);
1926
1927 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1928
1929 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1930 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1931
1932 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1933 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1934                 unsigned long address);
1935 #if VM_GROWSUP
1936 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1937 #else
1938   #define expand_upwards(vma, address) do { } while (0)
1939 #endif
1940
1941 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1942 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1943 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1944                                              struct vm_area_struct **pprev);
1945
1946 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1947    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1948 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1949 {
1950         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1951
1952         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1953                 vma = NULL;
1954         return vma;
1955 }
1956
1957 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1958 {
1959         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1960 }
1961
1962 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1963 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1964                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1965 {
1966         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1967
1968         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1969                 vma = NULL;
1970
1971         return vma;
1972 }
1973
1974 #ifdef CONFIG_MMU
1975 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1976 #else
1977 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1978 {
1979         return __pgprot(0);
1980 }
1981 #endif
1982
1983 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1984 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
1985                         unsigned long start, unsigned long end);
1986 #endif
1987
1988 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1989 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1990                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1991 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1992 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1993                         unsigned long pfn);
1994 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1995                         unsigned long pfn);
1996 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
1997
1998
1999 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2000                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2001                               unsigned int *page_mask);
2002
2003 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2004                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2005 {
2006         unsigned int unused_page_mask;
2007         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2008 }
2009
2010 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2011 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2012 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2013 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2014 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2015 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2016                                  * and return without waiting upon it */
2017 #define FOLL_MLOCK      0x40    /* mark page as mlocked */
2018 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2019 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2020 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2021 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2022 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2023
2024 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2025                         void *data);
2026 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2027                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2028
2029 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2030 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2031 #else
2032 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2033                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2034 {
2035         mm->total_vm += pages;
2036 }
2037 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2038
2039 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2040 extern void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2041 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2042 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2043 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2044 #else
2045 static inline void
2046 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2047 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2048 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2049 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2050 #endif
2051
2052 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2053 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2054 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2055 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2056 #else
2057 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2058 {
2059         return NULL;
2060 }
2061 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2062 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2063 {
2064         return 0;
2065 }
2066 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2067
2068 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2069 extern int sysctl_drop_caches;
2070 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2071                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2072 #endif
2073
2074 unsigned long shrink_slab(struct shrink_control *shrink,
2075                           unsigned long nr_pages_scanned,
2076                           unsigned long lru_pages);
2077
2078 #ifndef CONFIG_MMU
2079 #define randomize_va_space 0
2080 #else
2081 extern int randomize_va_space;
2082 #endif
2083
2084 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2085 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2086
2087 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2088                                    unsigned long pnum_begin,
2089                                    unsigned long pnum_end,
2090                                    unsigned long map_count,
2091                                    int nodeid);
2092
2093 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2094 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2095 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2096 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2097 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2098 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2099 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2100 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2101 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2102                                int node);
2103 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2104 void vmemmap_populate_print_last(void);
2105 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2106 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2107 #endif
2108 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2109                                   unsigned long size);
2110
2111 enum mf_flags {
2112         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2113         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2114         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2115         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2116 };
2117 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2118 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2119 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2120 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2121 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2122 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2123 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2124 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2125
2126 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2127 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2128                             unsigned long addr,
2129                             unsigned int pages_per_huge_page);
2130 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2131                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2132                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2133 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2134
2135 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2136 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2137
2138 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2139 {
2140         return _debug_guardpage_minorder;
2141 }
2142
2143 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2144 {
2145         return test_bit(PAGE_DEBUG_FLAG_GUARD, &page->debug_flags);
2146 }
2147 #else
2148 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2149 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2150 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2151
2152 #if MAX_NUMNODES > 1
2153 void __init setup_nr_node_ids(void);
2154 #else
2155 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2156 #endif
2157
2158 #endif /* __KERNEL__ */
2159 #endif /* _LINUX_MM_H */