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