These changes are a raw update to a vanilla kernel 4.1.10, with the
[kvmfornfv.git] / kernel / 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 *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
228         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
229                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
230                                          * is set (which is also implied by
231                                          * VM_FAULT_ERROR).
232                                          */
233         /* for ->map_pages() only */
234         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
235                                          * max_pgoff inclusive */
236         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
237 };
238
239 /*
240  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
241  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
242  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
243  */
244 struct vm_operations_struct {
245         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
246         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
247         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
248         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
249
250         /* notification that a previously read-only page is about to become
251          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
252         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
253
254         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
255         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
256
257         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
258          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
259          */
260         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
261                       void *buf, int len, int write);
262
263         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
264          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
265          * vma to be dumped unconditionally. */
266         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
267
268 #ifdef CONFIG_NUMA
269         /*
270          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
271          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
272          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
273          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
274          * mempolicy.
275          */
276         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
277
278         /*
279          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
280          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
281          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
282          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
283          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
284          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
285          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
286          * policy.
287          */
288         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
289                                         unsigned long addr);
290 #endif
291         /*
292          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
293          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
294          * (using pte_page()) would not find the correct page.
295          */
296         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
297                                           unsigned long addr);
298 };
299
300 struct mmu_gather;
301 struct inode;
302
303 #define page_private(page)              ((page)->private)
304 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
305
306 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
307 static inline void set_freepage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
308 {
309         page->index = migratetype;
310 }
311
312 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
313 static inline int get_freepage_migratetype(struct page *page)
314 {
315         return page->index;
316 }
317
318 /*
319  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
320  * files which need it (119 of them)
321  */
322 #include <linux/page-flags.h>
323 #include <linux/huge_mm.h>
324
325 /*
326  * Methods to modify the page usage count.
327  *
328  * What counts for a page usage:
329  * - cache mapping   (page->mapping)
330  * - private data    (page->private)
331  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
332  *   is counted separately
333  *
334  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
335  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
336  */
337
338 /*
339  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
340  */
341 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
342 {
343         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
344         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
345 }
346
347 /*
348  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
349  * that is the case.
350  * This can be called when MMU is off so it must not access
351  * any of the virtual mappings.
352  */
353 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
354 {
355         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
356 }
357
358 /*
359  * Try to drop a ref unless the page has a refcount of one, return false if
360  * that is the case.
361  * This is to make sure that the refcount won't become zero after this drop.
362  * This can be called when MMU is off so it must not access
363  * any of the virtual mappings.
364  */
365 static inline int put_page_unless_one(struct page *page)
366 {
367         return atomic_add_unless(&page->_count, -1, 1);
368 }
369
370 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
371 extern int region_is_ram(resource_size_t phys_addr, unsigned long size);
372
373 /* Support for virtually mapped pages */
374 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
375 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
376
377 /*
378  * Determine if an address is within the vmalloc range
379  *
380  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
381  * is no special casing required.
382  */
383 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
384 {
385 #ifdef CONFIG_MMU
386         unsigned long addr = (unsigned long)x;
387
388         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
389 #else
390         return 0;
391 #endif
392 }
393 #ifdef CONFIG_MMU
394 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
395 #else
396 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
397 {
398         return 0;
399 }
400 #endif
401
402 extern void kvfree(const void *addr);
403
404 static inline void compound_lock(struct page *page)
405 {
406 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
407         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
408         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
409 #endif
410 }
411
412 static inline void compound_unlock(struct page *page)
413 {
414 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
415         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
416         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
417 #endif
418 }
419
420 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
421 {
422         unsigned long uninitialized_var(flags);
423 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
424         local_irq_save(flags);
425         compound_lock(page);
426 #endif
427         return flags;
428 }
429
430 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
431                                               unsigned long flags)
432 {
433 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
434         compound_unlock(page);
435         local_irq_restore(flags);
436 #endif
437 }
438
439 static inline struct page *compound_head_by_tail(struct page *tail)
440 {
441         struct page *head = tail->first_page;
442
443         /*
444          * page->first_page may be a dangling pointer to an old
445          * compound page, so recheck that it is still a tail
446          * page before returning.
447          */
448         smp_rmb();
449         if (likely(PageTail(tail)))
450                 return head;
451         return tail;
452 }
453
454 /*
455  * Since either compound page could be dismantled asynchronously in THP
456  * or we access asynchronously arbitrary positioned struct page, there
457  * would be tail flag race. To handle this race, we should call
458  * smp_rmb() before checking tail flag. compound_head_by_tail() did it.
459  */
460 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
461 {
462         if (unlikely(PageTail(page)))
463                 return compound_head_by_tail(page);
464         return page;
465 }
466
467 /*
468  * If we access compound page synchronously such as access to
469  * allocated page, there is no need to handle tail flag race, so we can
470  * check tail flag directly without any synchronization primitive.
471  */
472 static inline struct page *compound_head_fast(struct page *page)
473 {
474         if (unlikely(PageTail(page)))
475                 return page->first_page;
476         return page;
477 }
478
479 /*
480  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
481  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
482  * and atomic_add_negative(-1).
483  */
484 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
485 {
486         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
487 }
488
489 static inline int page_mapcount(struct page *page)
490 {
491         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
492         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
493 }
494
495 static inline int page_count(struct page *page)
496 {
497         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
498 }
499
500 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
501 {
502         return !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
503 }
504
505 /*
506  * This takes a head page as parameter and tells if the
507  * tail page reference counting can be skipped.
508  *
509  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
510  * any given page where they return true here, until all tail pins
511  * have been released.
512  */
513 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
514 {
515         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
516         return __compound_tail_refcounted(page);
517 }
518
519 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
520 {
521         /*
522          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
523          */
524         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
525         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
526         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
527         if (compound_tail_refcounted(page->first_page))
528                 atomic_inc(&page->_mapcount);
529 }
530
531 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
532
533 static inline void get_page(struct page *page)
534 {
535         if (unlikely(PageTail(page)))
536                 if (likely(__get_page_tail(page)))
537                         return;
538         /*
539          * Getting a normal page or the head of a compound page
540          * requires to already have an elevated page->_count.
541          */
542         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
543         atomic_inc(&page->_count);
544 }
545
546 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
547 {
548         struct page *page = virt_to_page(x);
549
550         /*
551          * We don't need to worry about synchronization of tail flag
552          * when we call virt_to_head_page() since it is only called for
553          * already allocated page and this page won't be freed until
554          * this virt_to_head_page() is finished. So use _fast variant.
555          */
556         return compound_head_fast(page);
557 }
558
559 /*
560  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
561  * the first time (boot or memory hotplug)
562  */
563 static inline void init_page_count(struct page *page)
564 {
565         atomic_set(&page->_count, 1);
566 }
567
568 void put_page(struct page *page);
569 void put_pages_list(struct list_head *pages);
570
571 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
572 int split_free_page(struct page *page);
573
574 /*
575  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
576  * prototype for that function and accessor functions.
577  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
578  */
579
580 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
581                                                 compound_page_dtor *dtor)
582 {
583         page[1].compound_dtor = dtor;
584 }
585
586 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
587 {
588         return page[1].compound_dtor;
589 }
590
591 static inline int compound_order(struct page *page)
592 {
593         if (!PageHead(page))
594                 return 0;
595         return page[1].compound_order;
596 }
597
598 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
599 {
600         page[1].compound_order = order;
601 }
602
603 #ifdef CONFIG_MMU
604 /*
605  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
606  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
607  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
608  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
609  */
610 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
611 {
612         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
613                 pte = pte_mkwrite(pte);
614         return pte;
615 }
616
617 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
618                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
619 #endif
620
621 /*
622  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
623  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
624  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
625  * only one copy in memory, at most, normally.
626  *
627  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
628  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
629  *   freelist management in the buddy allocator.
630  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
631  *
632  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
633  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
634  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
635  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
636  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
637  *
638  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
639  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
640  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
641  * and page->virtual store page management information, but all other fields
642  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
643  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
644  * subsequently been given references to it.
645  *
646  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
647  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
648  * The following discussion applies only to them.
649  *
650  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
651  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
652  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
653  * into the filesystem to release these pages.
654  *
655  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
656  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
657  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
658  *
659  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
660  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
661  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
662  *
663  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
664  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
665  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
666  *
667  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
668  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
669  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
670  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
671  *
672  * All pagecache pages may be subject to I/O:
673  * - inode pages may need to be read from disk,
674  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
675  *   to be written back to the inode on disk,
676  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
677  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
678  *   back into memory.
679  */
680
681 /*
682  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
683  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
684  */
685
686 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
687 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
688 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
689 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
690 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
691
692 /*
693  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
694  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
695  * the compiler will optimise away reference to them.
696  */
697 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
698 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
699 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
700 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
701
702 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
703 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
704 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
705 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
706                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
707 #else
708 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
709 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
710                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
711 #endif
712
713 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
714
715 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
716 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
717 #endif
718
719 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
720 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
721 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
722 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
723 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
724
725 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
726 {
727         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
728 }
729
730 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
731 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
732 #endif
733
734 /*
735  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
736  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
737  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
738  * node id available in page flags.
739  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
740  * pages in a zone.
741  */
742 static inline int page_zone_id(struct page *page)
743 {
744         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
745 }
746
747 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
748 {
749 #ifdef CONFIG_NUMA
750         return zone->node;
751 #else
752         return 0;
753 #endif
754 }
755
756 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
757 extern int page_to_nid(const struct page *page);
758 #else
759 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
760 {
761         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
762 }
763 #endif
764
765 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
766 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
767 {
768         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
769 }
770
771 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
772 {
773         return cpupid & LAST__PID_MASK;
774 }
775
776 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
777 {
778         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
779 }
780
781 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
782 {
783         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
784 }
785
786 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
787 {
788         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
789 }
790
791 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
792 {
793         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
794 }
795
796 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
797 {
798         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
799 }
800
801 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
802 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
803 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
804 {
805         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
806 }
807
808 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
809 {
810         return page->_last_cpupid;
811 }
812 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
813 {
814         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
815 }
816 #else
817 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
818 {
819         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
820 }
821
822 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
823
824 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
825 {
826         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
827
828         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
829         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
830 }
831 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
832 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
833 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
834 {
835         return page_to_nid(page); /* XXX */
836 }
837
838 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
839 {
840         return page_to_nid(page); /* XXX */
841 }
842
843 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
844 {
845         return -1;
846 }
847
848 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
849 {
850         return -1;
851 }
852
853 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
854 {
855         return -1;
856 }
857
858 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
859 {
860         return -1;
861 }
862
863 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
864 {
865         return 1;
866 }
867
868 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
869 {
870 }
871
872 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
873 {
874         return false;
875 }
876 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
877
878 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
879 {
880         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
881 }
882
883 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
884 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
885 {
886         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
887         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
888 }
889
890 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
891 {
892         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
893 }
894 #endif
895
896 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
897 {
898         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
899         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
900 }
901
902 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
903 {
904         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
905         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
906 }
907
908 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
909         unsigned long node, unsigned long pfn)
910 {
911         set_page_zone(page, zone);
912         set_page_node(page, node);
913 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
914         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
915 #endif
916 }
917
918 /*
919  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
920  */
921 #include <linux/vmstat.h>
922
923 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
924 {
925         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
926 }
927
928 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
929 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
930 #endif
931
932 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
933 static inline void *page_address(const struct page *page)
934 {
935         return page->virtual;
936 }
937 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
938 {
939         page->virtual = address;
940 }
941 #define page_address_init()  do { } while(0)
942 #endif
943
944 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
945 void *page_address(const struct page *page);
946 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
947 void page_address_init(void);
948 #endif
949
950 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
951 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
952 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
953 #define page_address_init()  do { } while(0)
954 #endif
955
956 extern void *page_rmapping(struct page *page);
957 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
958 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
959
960 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
961
962 static inline
963 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
964 {
965         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
966                 return __page_file_mapping(page);
967
968         return page->mapping;
969 }
970
971 /*
972  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
973  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
974  */
975 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
976 {
977         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
978                 return page_private(page);
979         return page->index;
980 }
981
982 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
983
984 /*
985  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
986  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
987  */
988 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
989 {
990         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
991                 return __page_file_index(page);
992
993         return page->index;
994 }
995
996 /*
997  * Return true if this page is mapped into pagetables.
998  */
999 static inline int page_mapped(struct page *page)
1000 {
1001         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Return true only if the page has been allocated with
1006  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1007  * met implying that the system is under some pressure.
1008  */
1009 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1010 {
1011         /*
1012          * Page index cannot be this large so this must be
1013          * a pfmemalloc page.
1014          */
1015         return page->index == -1UL;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1020  * page.
1021  */
1022 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1023 {
1024         page->index = -1UL;
1025 }
1026
1027 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1028 {
1029         page->index = 0;
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1034  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1035  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1036  */
1037
1038 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1039
1040 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1041 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1042 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1043 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1044 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1045 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1046 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1047
1048 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1049 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1050 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1051 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1052
1053 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1054
1055 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1056                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1057                          VM_FAULT_FALLBACK)
1058
1059 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1060 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1061 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1062
1063 /*
1064  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1065  */
1066 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1067
1068 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1069
1070 /*
1071  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1072  * various contexts.
1073  */
1074 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1075
1076 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1077 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1078
1079 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1080 #ifdef CONFIG_SHMEM
1081 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1082 #else
1083 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1084 {
1085         return false;
1086 }
1087 #endif
1088
1089 extern int can_do_mlock(void);
1090 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1091 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1092
1093 /*
1094  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1095  */
1096 struct zap_details {
1097         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1098         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1099         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1100 };
1101
1102 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1103                 pte_t pte);
1104
1105 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1106                 unsigned long size);
1107 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1108                 unsigned long size, struct zap_details *);
1109 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1110                 unsigned long start, unsigned long end);
1111
1112 /**
1113  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1114  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1115  *             this handler is required to be able to handle
1116  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1117  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1118  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1119  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1120  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1121  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1122  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1123  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1124  *             and a negative one means "abort current page table walk
1125  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1126  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1127  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1128  * @private:   private data for callbacks' usage
1129  *
1130  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1131  */
1132 struct mm_walk {
1133         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1134                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1135         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1136                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1137         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1138                         struct mm_walk *walk);
1139         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1140                              unsigned long addr, unsigned long next,
1141                              struct mm_walk *walk);
1142         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1143                         struct mm_walk *walk);
1144         struct mm_struct *mm;
1145         struct vm_area_struct *vma;
1146         void *private;
1147 };
1148
1149 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1150                 struct mm_walk *walk);
1151 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1152 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1153                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1154 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1155                         struct vm_area_struct *vma);
1156 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1157                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1158 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1159         unsigned long *pfn);
1160 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1161                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1162 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1163                         void *buf, int len, int write);
1164
1165 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1166                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1167 {
1168         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1169 }
1170
1171 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1172 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1173 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1174 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1175 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1176 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1177 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1178
1179 #ifdef CONFIG_MMU
1180 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1181                         unsigned long address, unsigned int flags);
1182 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1183                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1184 #else
1185 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1186                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1187                         unsigned int flags)
1188 {
1189         /* should never happen if there's no MMU */
1190         BUG();
1191         return VM_FAULT_SIGBUS;
1192 }
1193 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1194                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1195                 unsigned int fault_flags)
1196 {
1197         /* should never happen if there's no MMU */
1198         BUG();
1199         return -EFAULT;
1200 }
1201 #endif
1202
1203 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1204 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1205                 void *buf, int len, int write);
1206
1207 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1208                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1209                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1210                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1211 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1212                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1213                     int write, int force, struct page **pages,
1214                     struct vm_area_struct **vmas);
1215 long get_user_pages_locked(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                     int *locked);
1219 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1220                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1221                                int write, int force, struct page **pages,
1222                                unsigned int gup_flags);
1223 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1224                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1225                     int write, int force, struct page **pages);
1226 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1227                         struct page **pages);
1228 struct kvec;
1229 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1230                         struct page **pages);
1231 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1232 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1233
1234 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1235 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1236                               unsigned int length);
1237
1238 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1239 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1240 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1241                                 struct page *page);
1242 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1243 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping);
1244 int set_page_dirty(struct page *page);
1245 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1246 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1247
1248 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1249
1250 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1251 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1252 {
1253         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1254 }
1255
1256 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1257                                              unsigned long addr)
1258 {
1259         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1260                 (vma->vm_start == addr) &&
1261                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1262 }
1263
1264 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1265 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1266 {
1267         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1268 }
1269
1270 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1271                                            unsigned long addr)
1272 {
1273         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1274                 (vma->vm_end == addr) &&
1275                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1276 }
1277
1278 extern struct task_struct *task_of_stack(struct task_struct *task,
1279                                 struct vm_area_struct *vma, bool in_group);
1280
1281 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1282                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1283                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1284                 bool need_rmap_locks);
1285 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1286                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1287                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1288 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1289                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1290                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1291
1292 /*
1293  * doesn't attempt to fault and will return short.
1294  */
1295 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1296                           struct page **pages);
1297 /*
1298  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1299  */
1300 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1301 {
1302         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1303
1304 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1305         /*
1306          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1307          * But it's never be expected number for users.
1308          */
1309         if (val < 0)
1310                 val = 0;
1311 #endif
1312         return (unsigned long)val;
1313 }
1314
1315 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1316 {
1317         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1318 }
1319
1320 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1321 {
1322         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1323 }
1324
1325 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1326 {
1327         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1328 }
1329
1330 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1331 {
1332         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1333                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1334 }
1335
1336 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1337 {
1338         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1339 }
1340
1341 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1342 {
1343         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1344 }
1345
1346 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1347 {
1348         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1349
1350         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1351                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1352 }
1353
1354 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1355 {
1356         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1357                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1358 }
1359
1360 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1361 {
1362         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1363 }
1364
1365 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1366                                          struct mm_struct *mm)
1367 {
1368         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1369
1370         if (*maxrss < hiwater_rss)
1371                 *maxrss = hiwater_rss;
1372 }
1373
1374 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1375 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1376 #else
1377 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1378 {
1379 }
1380 #endif
1381
1382 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1383
1384 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1385                                spinlock_t **ptl);
1386 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1387                                     spinlock_t **ptl)
1388 {
1389         pte_t *ptep;
1390         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1391         return ptep;
1392 }
1393
1394 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1395 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1396                                                 unsigned long address)
1397 {
1398         return 0;
1399 }
1400 #else
1401 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1402 #endif
1403
1404 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1405 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1406                                                 unsigned long address)
1407 {
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1412
1413 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1414 {
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1419 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1420
1421 #else
1422 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1423
1424 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1425 {
1426         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1427 }
1428
1429 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1430 {
1431         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1432 }
1433
1434 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1435 {
1436         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1437 }
1438
1439 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1440 {
1441         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1442 }
1443 #endif
1444
1445 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1446                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1447 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1448
1449 /*
1450  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1451  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1452  */
1453 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1454 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1455 {
1456         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1457                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1458 }
1459
1460 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1461 {
1462         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1463                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1464 }
1465 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1466
1467 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1468 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1469 void __init ptlock_cache_init(void);
1470 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1471 extern void ptlock_free(struct page *page);
1472
1473 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1474 {
1475         return page->ptl;
1476 }
1477 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1478 static inline void ptlock_cache_init(void)
1479 {
1480 }
1481
1482 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1483 {
1484         return true;
1485 }
1486
1487 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1488 {
1489 }
1490
1491 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1492 {
1493         return &page->ptl;
1494 }
1495 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1496
1497 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1498 {
1499         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1500 }
1501
1502 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1503 {
1504         /*
1505          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1506          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1507          *
1508          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1509          * slab code uses page->slab_cache and page->first_page (for tail
1510          * pages), which share storage with page->ptl.
1511          */
1512         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1513         if (!ptlock_alloc(page))
1514                 return false;
1515         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1516         return true;
1517 }
1518
1519 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1520 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1521 {
1522         page->mapping = NULL;
1523         ptlock_free(page);
1524 }
1525
1526 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1527 /*
1528  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1529  */
1530 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1531 {
1532         return &mm->page_table_lock;
1533 }
1534 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1535 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1536 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1537 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1538
1539 static inline void pgtable_init(void)
1540 {
1541         ptlock_cache_init();
1542         pgtable_cache_init();
1543 }
1544
1545 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1546 {
1547         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1548         return ptlock_init(page);
1549 }
1550
1551 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1552 {
1553         pte_lock_deinit(page);
1554         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1555 }
1556
1557 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1558 ({                                                      \
1559         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1560         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1561         *(ptlp) = __ptl;                                \
1562         spin_lock(__ptl);                               \
1563         __pte;                                          \
1564 })
1565
1566 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1567         spin_unlock(ptl);                               \
1568         pte_unmap(pte);                                 \
1569 } while (0)
1570
1571 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1572         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1573                                                         pmd, address))? \
1574          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1575
1576 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1577         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1578                                                         pmd, address))? \
1579                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1580
1581 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1582         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1583                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1584
1585 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1586
1587 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1588 {
1589         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1590         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1591 }
1592
1593 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1594 {
1595         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1596 }
1597
1598 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1599 {
1600 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1601         page->pmd_huge_pte = NULL;
1602 #endif
1603         return ptlock_init(page);
1604 }
1605
1606 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1607 {
1608 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1609         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1610 #endif
1611         ptlock_free(page);
1612 }
1613
1614 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1615
1616 #else
1617
1618 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1619 {
1620         return &mm->page_table_lock;
1621 }
1622
1623 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1624 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1625
1626 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1627
1628 #endif
1629
1630 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1631 {
1632         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1633         spin_lock(ptl);
1634         return ptl;
1635 }
1636
1637 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1638 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1639                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1640 extern void free_initmem(void);
1641
1642 /*
1643  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1644  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1645  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1646  * Return pages freed into the buddy system.
1647  */
1648 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1649                                         int poison, char *s);
1650
1651 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1652 /*
1653  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1654  * and totalram_pages.
1655  */
1656 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1657 #endif
1658
1659 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1660 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1661
1662 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1663 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1664 {
1665         ClearPageReserved(page);
1666         init_page_count(page);
1667         __free_page(page);
1668 }
1669
1670 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1671 {
1672         __free_reserved_page(page);
1673         adjust_managed_page_count(page, 1);
1674 }
1675
1676 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1677 {
1678         SetPageReserved(page);
1679         adjust_managed_page_count(page, -1);
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1684  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1685  * range [0, UCHAR_MAX].
1686  * Return pages freed into the buddy system.
1687  */
1688 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1689 {
1690         extern char __init_begin[], __init_end[];
1691
1692         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1693                                   poison, "unused kernel");
1694 }
1695
1696 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1697 {
1698         int nid;
1699         unsigned long phys_pages = 0;
1700
1701         for_each_online_node(nid)
1702                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1703
1704         return phys_pages;
1705 }
1706
1707 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1708 /*
1709  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1710  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1711  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1712  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1713  * free_area_init_node()
1714  *
1715  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1716  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1717  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1718  * usage, an architecture is expected to do something like
1719  *
1720  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1721  *                                                       max_highmem_pfn};
1722  * for_each_valid_physical_page_range()
1723  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1724  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1725  *
1726  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1727  * registered physical page range.  Similarly
1728  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1729  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1730  *
1731  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1732  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1733  */
1734 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1735 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1736 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1737                                                 unsigned long end_pfn);
1738 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1739                                                 unsigned long end_pfn);
1740 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1741                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1742 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1743 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1744                                                 unsigned long max_low_pfn);
1745 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1746
1747 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1748
1749 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1750     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1751 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1752 {
1753         return 0;
1754 }
1755 #else
1756 /* please see mm/page_alloc.c */
1757 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1758 /* there is a per-arch backend function. */
1759 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1760 #endif
1761
1762 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1763 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1764                                 unsigned long, enum memmap_context);
1765 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1766 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1767 extern void mem_init(void);
1768 extern void __init mmap_init(void);
1769 extern void show_mem(unsigned int flags);
1770 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1771 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1772
1773 extern __printf(3, 4)
1774 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1775
1776 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1777
1778 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1779 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1780
1781 /* page_alloc.c */
1782 extern int min_free_kbytes;
1783
1784 /* nommu.c */
1785 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1786 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1787
1788 /* interval_tree.c */
1789 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1790                               struct rb_root *root);
1791 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1792                                     struct vm_area_struct *prev,
1793                                     struct rb_root *root);
1794 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1795                               struct rb_root *root);
1796 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1797                                 unsigned long start, unsigned long last);
1798 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1799                                 unsigned long start, unsigned long last);
1800
1801 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1802         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1803              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1804
1805 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1806                                    struct rb_root *root);
1807 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1808                                    struct rb_root *root);
1809 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1810         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1811 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1812         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1813 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1814 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1815 #endif
1816
1817 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1818         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1819              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1820
1821 /* mmap.c */
1822 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1823 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1824         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1825 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1826         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1827         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1828         struct mempolicy *);
1829 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1830 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1831         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1832 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1833 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1834         struct rb_node **, struct rb_node *);
1835 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1836 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1837         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1838         bool *need_rmap_locks);
1839 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1840
1841 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1842                                     unsigned long new,
1843                                     unsigned long start,
1844                                     unsigned long end_data,
1845                                     unsigned long start_data)
1846 {
1847         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1848                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1849                         return -ENOSPC;
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1856 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1857
1858 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1859 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1860
1861 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1862 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1863                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1864                                    unsigned long flags,
1865                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1866 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1867 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1868                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1869                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1870
1871 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1872
1873 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1874         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1875 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1876         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1877         unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1878 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1879
1880 #ifdef CONFIG_MMU
1881 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1882                          int ignore_errors);
1883 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1884 {
1885         /* Ignore errors */
1886         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1887 }
1888 #else
1889 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1890 #endif
1891
1892 /* These take the mm semaphore themselves */
1893 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1894 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1895 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1896         unsigned long, unsigned long,
1897         unsigned long, unsigned long);
1898
1899 struct vm_unmapped_area_info {
1900 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1901         unsigned long flags;
1902         unsigned long length;
1903         unsigned long low_limit;
1904         unsigned long high_limit;
1905         unsigned long align_mask;
1906         unsigned long align_offset;
1907 };
1908
1909 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1910 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1911
1912 /*
1913  * Search for an unmapped address range.
1914  *
1915  * We are looking for a range that:
1916  * - does not intersect with any VMA;
1917  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1918  * - is at least the desired size.
1919  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1920  */
1921 static inline unsigned long
1922 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1923 {
1924         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1925                 return unmapped_area_topdown(info);
1926         else
1927                 return unmapped_area(info);
1928 }
1929
1930 /* truncate.c */
1931 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1932 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1933                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1934 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1935
1936 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1937 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1938 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1939 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1940
1941 /* mm/page-writeback.c */
1942 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1943 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1944
1945 /* readahead.c */
1946 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1947 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1948
1949 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1950                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1951
1952 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1953                                struct file_ra_state *ra,
1954                                struct file *filp,
1955                                pgoff_t offset,
1956                                unsigned long size);
1957
1958 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1959                                 struct file_ra_state *ra,
1960                                 struct file *filp,
1961                                 struct page *pg,
1962                                 pgoff_t offset,
1963                                 unsigned long size);
1964
1965 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1966
1967 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1968 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1969
1970 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1971 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1972                 unsigned long address);
1973 #if VM_GROWSUP
1974 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1975 #else
1976   #define expand_upwards(vma, address) (0)
1977 #endif
1978
1979 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1980 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1981 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1982                                              struct vm_area_struct **pprev);
1983
1984 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1985    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1986 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1987 {
1988         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1989
1990         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1991                 vma = NULL;
1992         return vma;
1993 }
1994
1995 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1996 {
1997         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1998 }
1999
2000 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2001 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2002                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2003 {
2004         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2005
2006         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2007                 vma = NULL;
2008
2009         return vma;
2010 }
2011
2012 #ifdef CONFIG_MMU
2013 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2014 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2015 #else
2016 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2017 {
2018         return __pgprot(0);
2019 }
2020 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2021 {
2022         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2023 }
2024 #endif
2025
2026 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2027 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2028                         unsigned long start, unsigned long end);
2029 #endif
2030
2031 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2032 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2033                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2034 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2035 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2036                         unsigned long pfn);
2037 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2038                         unsigned long pfn);
2039 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2040
2041
2042 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2043                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2044                               unsigned int *page_mask);
2045
2046 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2047                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2048 {
2049         unsigned int unused_page_mask;
2050         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2051 }
2052
2053 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2054 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2055 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2056 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2057 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2058 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2059                                  * and return without waiting upon it */
2060 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2061 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2062 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2063 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2064 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2065 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2066
2067 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2068                         void *data);
2069 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2070                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2071
2072 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2073 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2074 #else
2075 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2076                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2077 {
2078         mm->total_vm += pages;
2079 }
2080 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2081
2082 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2083 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2084 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2085
2086 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2087 {
2088         return _debug_pagealloc_enabled;
2089 }
2090
2091 static inline void
2092 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2093 {
2094         if (!debug_pagealloc_enabled())
2095                 return;
2096
2097         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2098 }
2099 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2100 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2101 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2102 #else
2103 static inline void
2104 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2105 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2106 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2107 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2108 #endif
2109
2110 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2111 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2112 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2113 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2114 #else
2115 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2116 {
2117         return NULL;
2118 }
2119 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2120 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2121 {
2122         return 0;
2123 }
2124 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2125
2126 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2127 extern int sysctl_drop_caches;
2128 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2129                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2130 #endif
2131
2132 void drop_slab(void);
2133 void drop_slab_node(int nid);
2134
2135 #ifndef CONFIG_MMU
2136 #define randomize_va_space 0
2137 #else
2138 extern int randomize_va_space;
2139 #endif
2140
2141 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2142 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2143
2144 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2145                                    unsigned long pnum_begin,
2146                                    unsigned long pnum_end,
2147                                    unsigned long map_count,
2148                                    int nodeid);
2149
2150 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2151 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2152 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2153 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2154 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2155 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2156 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2157 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2158 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2159                                int node);
2160 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2161 void vmemmap_populate_print_last(void);
2162 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2163 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2164 #endif
2165 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2166                                   unsigned long size);
2167
2168 enum mf_flags {
2169         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2170         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2171         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2172         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2173 };
2174 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2175 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2176 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2177 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2178 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2179 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2180 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2181 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2182
2183 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2184 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2185                             unsigned long addr,
2186                             unsigned int pages_per_huge_page);
2187 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2188                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2189                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2190 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2191
2192 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2193 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2194
2195 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2196 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2197 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2198
2199 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2200 {
2201         return _debug_guardpage_minorder;
2202 }
2203
2204 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2205 {
2206         return _debug_guardpage_enabled;
2207 }
2208
2209 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2210 {
2211         struct page_ext *page_ext;
2212
2213         if (!debug_guardpage_enabled())
2214                 return false;
2215
2216         page_ext = lookup_page_ext(page);
2217         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2218 }
2219 #else
2220 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2221 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2222 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2223 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2224
2225 #if MAX_NUMNODES > 1
2226 void __init setup_nr_node_ids(void);
2227 #else
2228 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2229 #endif
2230
2231 #endif /* __KERNEL__ */
2232 #endif /* _LINUX_MM_H */