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