OSDN Git Service

Merge 4.4.106 into android-4.4
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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 #ifndef lm_alias
74 #define lm_alias(x)     __va(__pa_symbol(x))
75 #endif
76
77 /*
78  * To prevent common memory management code establishing
79  * a zero page mapping on a read fault.
80  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
81  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
82  * related to the physical page in case of virtualization.
83  */
84 #ifndef mm_forbids_zeropage
85 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
86 #endif
87
88 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
89 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
90
91 extern int sysctl_overcommit_memory;
92 extern int sysctl_overcommit_ratio;
93 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
94
95 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
96                                     size_t *, loff_t *);
97 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
98                                     size_t *, loff_t *);
99
100 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
101
102 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
103 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
104
105 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
106 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
107
108 /*
109  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
110  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
111  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
112  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
113  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
114  * mmap() functions).
115  */
116
117 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
118
119 #ifndef CONFIG_MMU
120 extern struct rb_root nommu_region_tree;
121 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
122
123 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
124 #endif
125
126 /*
127  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
128  */
129 #define VM_NONE         0x00000000
130
131 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
132 #define VM_WRITE        0x00000002
133 #define VM_EXEC         0x00000004
134 #define VM_SHARED       0x00000008
135
136 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
137 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
138 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
139 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
140 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
141
142 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
143 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
144 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
145 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
146 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
147
148 #define VM_LOCKED       0x00002000
149 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
150
151                                         /* Used by sys_madvise() */
152 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
153 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
154
155 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
156 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
157 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
158 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
159 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
160 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
161 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
162 #define VM_ARCH_2       0x02000000
163 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
164
165 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
166 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
167 #else
168 # define VM_SOFTDIRTY   0
169 #endif
170
171 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
172 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
173 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
174 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
175
176 #if defined(CONFIG_X86)
177 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
178 #elif defined(CONFIG_PPC)
179 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
180 #elif defined(CONFIG_PARISC)
181 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
182 #elif defined(CONFIG_METAG)
183 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
184 #elif defined(CONFIG_IA64)
185 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
186 #elif !defined(CONFIG_MMU)
187 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
188 #endif
189
190 #if defined(CONFIG_X86)
191 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
192 # define VM_MPX         VM_ARCH_2
193 #endif
194
195 #ifndef VM_GROWSUP
196 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
197 #endif
198
199 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
200 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
201
202 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
203 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
204 #endif
205
206 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
207 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
208 #else
209 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
210 #endif
211
212 /*
213  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
214  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
215  */
216 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
217
218 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
219 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
220
221 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
222 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
223
224 /*
225  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
226  * low four bits) to a page protection mask..
227  */
228 extern pgprot_t protection_map[16];
229
230 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
231 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
232 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
233 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
234 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
235 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
236 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
237
238 /*
239  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
240  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
241  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
242  *
243  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
244  */
245 struct vm_fault {
246         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
247         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 bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
470 {
471         return PageAnon(page) && !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
472 }
473
474 /*
475  * This takes a head page as parameter and tells if the
476  * tail page reference counting can be skipped.
477  *
478  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
479  * any given page where they return true here, until all tail pins
480  * have been released.
481  */
482 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
483 {
484         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
485         return __compound_tail_refcounted(page);
486 }
487
488 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
489 {
490         /*
491          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
492          */
493         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
494         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
495         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
496         if (compound_tail_refcounted(compound_head(page)))
497                 atomic_inc(&page->_mapcount);
498 }
499
500 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
501
502 static inline void get_page(struct page *page)
503 {
504         if (unlikely(PageTail(page)))
505                 if (likely(__get_page_tail(page)))
506                         return;
507         /*
508          * Getting a normal page or the head of a compound page
509          * requires to already have an elevated page->_count.
510          */
511         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
512         atomic_inc(&page->_count);
513 }
514
515 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
516 {
517         struct page *page = virt_to_page(x);
518
519         return compound_head(page);
520 }
521
522 /*
523  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
524  * the first time (boot or memory hotplug)
525  */
526 static inline void init_page_count(struct page *page)
527 {
528         atomic_set(&page->_count, 1);
529 }
530
531 void put_page(struct page *page);
532 void put_pages_list(struct list_head *pages);
533
534 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
535 int split_free_page(struct page *page);
536
537 /*
538  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
539  * prototype for that function and accessor functions.
540  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
541  */
542 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
543
544 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
545 enum compound_dtor_id {
546         NULL_COMPOUND_DTOR,
547         COMPOUND_PAGE_DTOR,
548 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
549         HUGETLB_PAGE_DTOR,
550 #endif
551         NR_COMPOUND_DTORS,
552 };
553 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
554
555 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
556                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
557 {
558         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
559         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
560 }
561
562 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
563 {
564         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
565         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
566 }
567
568 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
569 {
570         if (!PageHead(page))
571                 return 0;
572         return page[1].compound_order;
573 }
574
575 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
576 {
577         page[1].compound_order = order;
578 }
579
580 #ifdef CONFIG_MMU
581 /*
582  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
583  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
584  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
585  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
586  */
587 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
588 {
589         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
590                 pte = pte_mkwrite(pte);
591         return pte;
592 }
593
594 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
595                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
596 #endif
597
598 /*
599  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
600  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
601  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
602  * only one copy in memory, at most, normally.
603  *
604  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
605  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
606  *   freelist management in the buddy allocator.
607  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
608  *
609  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
610  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
611  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
612  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
613  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
614  *
615  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
616  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
617  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
618  * and page->virtual store page management information, but all other fields
619  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
620  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
621  * subsequently been given references to it.
622  *
623  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
624  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
625  * The following discussion applies only to them.
626  *
627  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
628  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
629  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
630  * into the filesystem to release these pages.
631  *
632  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
633  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
634  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
635  *
636  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
637  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
638  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
639  *
640  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
641  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
642  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
643  *
644  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
645  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
646  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
647  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
648  *
649  * All pagecache pages may be subject to I/O:
650  * - inode pages may need to be read from disk,
651  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
652  *   to be written back to the inode on disk,
653  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
654  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
655  *   back into memory.
656  */
657
658 /*
659  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
660  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
661  */
662
663 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
664 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
665 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
666 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
667 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
668
669 /*
670  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
671  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
672  * the compiler will optimise away reference to them.
673  */
674 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
675 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
676 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
677 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
678
679 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
680 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
681 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
682 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
683                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
684 #else
685 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
686 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
687                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
688 #endif
689
690 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
691
692 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
693 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
694 #endif
695
696 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
697 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
698 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
699 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
700 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
701
702 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
703 {
704         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
705 }
706
707 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
708 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
709 #endif
710
711 /*
712  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
713  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
714  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
715  * node id available in page flags.
716  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
717  * pages in a zone.
718  */
719 static inline int page_zone_id(struct page *page)
720 {
721         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
722 }
723
724 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
725 {
726 #ifdef CONFIG_NUMA
727         return zone->node;
728 #else
729         return 0;
730 #endif
731 }
732
733 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
734 extern int page_to_nid(const struct page *page);
735 #else
736 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
737 {
738         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
739 }
740 #endif
741
742 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
743 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
744 {
745         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
746 }
747
748 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
749 {
750         return cpupid & LAST__PID_MASK;
751 }
752
753 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
754 {
755         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
756 }
757
758 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
759 {
760         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
761 }
762
763 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
764 {
765         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
766 }
767
768 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
769 {
770         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
771 }
772
773 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
774 {
775         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
776 }
777
778 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
779 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
780 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
781 {
782         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
783 }
784
785 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
786 {
787         return page->_last_cpupid;
788 }
789 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
790 {
791         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
792 }
793 #else
794 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
795 {
796         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
797 }
798
799 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
800
801 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
802 {
803         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
804
805         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
806         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
807 }
808 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
809 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
810 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
811 {
812         return page_to_nid(page); /* XXX */
813 }
814
815 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
816 {
817         return page_to_nid(page); /* XXX */
818 }
819
820 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
821 {
822         return -1;
823 }
824
825 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
826 {
827         return -1;
828 }
829
830 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
831 {
832         return -1;
833 }
834
835 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
836 {
837         return -1;
838 }
839
840 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
841 {
842         return 1;
843 }
844
845 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
846 {
847 }
848
849 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
850 {
851         return false;
852 }
853 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
854
855 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
856 {
857         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
858 }
859
860 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
861 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
862 {
863         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
864         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
865 }
866
867 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
868 {
869         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
870 }
871 #endif
872
873 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
874 {
875         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
876         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
877 }
878
879 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
880 {
881         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
882         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
883 }
884
885 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
886         unsigned long node, unsigned long pfn)
887 {
888         set_page_zone(page, zone);
889         set_page_node(page, node);
890 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
891         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
892 #endif
893 }
894
895 #ifdef CONFIG_MEMCG
896 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
897 {
898         return page->mem_cgroup;
899 }
900
901 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
902 {
903         page->mem_cgroup = memcg;
904 }
905 #else
906 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
907 {
908         return NULL;
909 }
910
911 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
912 {
913 }
914 #endif
915
916 /*
917  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
918  */
919 #include <linux/vmstat.h>
920
921 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
922 {
923         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
924 }
925
926 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
927 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
928 #endif
929
930 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
931 static inline void *page_address(const struct page *page)
932 {
933         return page->virtual;
934 }
935 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
936 {
937         page->virtual = address;
938 }
939 #define page_address_init()  do { } while(0)
940 #endif
941
942 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
943 void *page_address(const struct page *page);
944 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
945 void page_address_init(void);
946 #endif
947
948 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
949 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
950 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
951 #define page_address_init()  do { } while(0)
952 #endif
953
954 extern void *page_rmapping(struct page *page);
955 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
956 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
957
958 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
959
960 static inline
961 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
962 {
963         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
964                 return __page_file_mapping(page);
965
966         return page->mapping;
967 }
968
969 /*
970  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
971  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
972  */
973 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
974 {
975         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
976                 return page_private(page);
977         return page->index;
978 }
979
980 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
981
982 /*
983  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
984  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
985  */
986 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
987 {
988         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
989                 return __page_file_index(page);
990
991         return page->index;
992 }
993
994 /*
995  * Return true if this page is mapped into pagetables.
996  */
997 static inline int page_mapped(struct page *page)
998 {
999         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Return true only if the page has been allocated with
1004  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1005  * met implying that the system is under some pressure.
1006  */
1007 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1008 {
1009         /*
1010          * Page index cannot be this large so this must be
1011          * a pfmemalloc page.
1012          */
1013         return page->index == -1UL;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1018  * page.
1019  */
1020 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1021 {
1022         page->index = -1UL;
1023 }
1024
1025 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1026 {
1027         page->index = 0;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1032  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1033  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1034  */
1035
1036 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1037
1038 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1039 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1040 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1041 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1042 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1043 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1044 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1045
1046 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1047 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1048 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1049 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1050
1051 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1052
1053 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1054                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1055                          VM_FAULT_FALLBACK)
1056
1057 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1058 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1059 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1060
1061 /*
1062  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1063  */
1064 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1065
1066 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1067
1068 /*
1069  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1070  * various contexts.
1071  */
1072 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1073
1074 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1075 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1076
1077 void shmem_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
1078 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1079 #ifdef CONFIG_SHMEM
1080 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1081 #else
1082 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1083 {
1084         return false;
1085 }
1086 #endif
1087
1088 extern int can_do_mlock(void);
1089 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1090 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1091
1092 /*
1093  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1094  */
1095 struct zap_details {
1096         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1097         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1098         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1099 };
1100
1101 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1102                 pte_t pte);
1103 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1104                                 pmd_t pmd);
1105
1106 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1107                 unsigned long size);
1108 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1109                 unsigned long size, struct zap_details *);
1110 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1111                 unsigned long start, unsigned long end);
1112
1113 /**
1114  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1115  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1116  *             this handler is required to be able to handle
1117  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1118  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1119  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1120  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1121  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1122  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1123  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1124  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1125  *             and a negative one means "abort current page table walk
1126  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1127  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1128  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1129  * @private:   private data for callbacks' usage
1130  *
1131  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1132  */
1133 struct mm_walk {
1134         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1135                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1136         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1137                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1138         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1139                         struct mm_walk *walk);
1140         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1141                              unsigned long addr, unsigned long next,
1142                              struct mm_walk *walk);
1143         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1144                         struct mm_walk *walk);
1145         struct mm_struct *mm;
1146         struct vm_area_struct *vma;
1147         void *private;
1148 };
1149
1150 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1151                 struct mm_walk *walk);
1152 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1153 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1154                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1155 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1156                         struct vm_area_struct *vma);
1157 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1158                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1159 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1160         unsigned long *pfn);
1161 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1162                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1163 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1164                         void *buf, int len, int write);
1165
1166 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1167                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1168 {
1169         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1170 }
1171
1172 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1173 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1174 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1175 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1176 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1177 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1178 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1179
1180 #ifdef CONFIG_MMU
1181 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1182                         unsigned long address, unsigned int flags);
1183 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1184                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1185 #else
1186 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1187                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1188                         unsigned int flags)
1189 {
1190         /* should never happen if there's no MMU */
1191         BUG();
1192         return VM_FAULT_SIGBUS;
1193 }
1194 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1195                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1196                 unsigned int fault_flags)
1197 {
1198         /* should never happen if there's no MMU */
1199         BUG();
1200         return -EFAULT;
1201 }
1202 #endif
1203
1204 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1205 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1206                 void *buf, int len, int write);
1207
1208 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1209                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1210                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1211                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1212 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1213                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1214                     int write, int force, struct page **pages,
1215                     struct vm_area_struct **vmas);
1216 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1217                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1218                     int write, int force, struct page **pages,
1219                     int *locked);
1220 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1221                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1222                                int write, int force, struct page **pages,
1223                                unsigned int gup_flags);
1224 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1225                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1226                     int write, int force, struct page **pages);
1227 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1228                         struct page **pages);
1229
1230 /* Container for pinned pfns / pages */
1231 struct frame_vector {
1232         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1233         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1234         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1235         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1236         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1237                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1238                                  * for access */
1239 };
1240
1241 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1242 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1243 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1244                      bool write, bool force, struct frame_vector *vec);
1245 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1246 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1247 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1248
1249 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1250 {
1251         return vec->nr_frames;
1252 }
1253
1254 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1255 {
1256         if (vec->is_pfns) {
1257                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1258
1259                 if (err)
1260                         return ERR_PTR(err);
1261         }
1262         return (struct page **)(vec->ptrs);
1263 }
1264
1265 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1266 {
1267         if (!vec->is_pfns)
1268                 frame_vector_to_pfns(vec);
1269         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1270 }
1271
1272 struct kvec;
1273 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1274                         struct page **pages);
1275 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1276 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1277
1278 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1279 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1280                               unsigned int length);
1281
1282 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1283 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1284 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1285                                 struct page *page);
1286 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping,
1287                           struct mem_cgroup *memcg);
1288 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1289                           struct mem_cgroup *memcg, struct bdi_writeback *wb);
1290 int set_page_dirty(struct page *page);
1291 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1292 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1293 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1294
1295 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1296
1297 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1298 {
1299         return !vma->vm_ops;
1300 }
1301
1302 int vma_is_stack_for_task(struct vm_area_struct *vma, struct task_struct *t);
1303
1304 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1305                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1306                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1307                 bool need_rmap_locks);
1308 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1309                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1310                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1311 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1312                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1313                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1314
1315 /*
1316  * doesn't attempt to fault and will return short.
1317  */
1318 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1319                           struct page **pages);
1320 /*
1321  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1322  */
1323 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1324 {
1325         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1326
1327 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1328         /*
1329          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1330          * But it's never be expected number for users.
1331          */
1332         if (val < 0)
1333                 val = 0;
1334 #endif
1335         return (unsigned long)val;
1336 }
1337
1338 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1339 {
1340         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1341 }
1342
1343 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1344 {
1345         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1346 }
1347
1348 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1349 {
1350         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1351 }
1352
1353 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1354 {
1355         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1356                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1357 }
1358
1359 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1360 {
1361         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1362 }
1363
1364 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1365 {
1366         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1367 }
1368
1369 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1370 {
1371         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1372
1373         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1374                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1375 }
1376
1377 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1378 {
1379         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1380                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1381 }
1382
1383 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1384 {
1385         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1386 }
1387
1388 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1389                                          struct mm_struct *mm)
1390 {
1391         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1392
1393         if (*maxrss < hiwater_rss)
1394                 *maxrss = hiwater_rss;
1395 }
1396
1397 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1398 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1399 #else
1400 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1401 {
1402 }
1403 #endif
1404
1405 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1406
1407 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1408                                spinlock_t **ptl);
1409 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1410                                     spinlock_t **ptl)
1411 {
1412         pte_t *ptep;
1413         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1414         return ptep;
1415 }
1416
1417 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1418 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1419                                                 unsigned long address)
1420 {
1421         return 0;
1422 }
1423 #else
1424 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1425 #endif
1426
1427 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1428 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1429                                                 unsigned long address)
1430 {
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1435
1436 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1437 {
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1442 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1443
1444 #else
1445 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1446
1447 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1448 {
1449         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1450 }
1451
1452 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1453 {
1454         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1455 }
1456
1457 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1458 {
1459         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1460 }
1461
1462 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1463 {
1464         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1465 }
1466 #endif
1467
1468 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1469                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1470 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1471
1472 /*
1473  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1474  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1475  */
1476 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1477 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1478 {
1479         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1480                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1481 }
1482
1483 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1484 {
1485         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1486                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1487 }
1488 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1489
1490 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1491 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1492 void __init ptlock_cache_init(void);
1493 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1494 extern void ptlock_free(struct page *page);
1495
1496 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1497 {
1498         return page->ptl;
1499 }
1500 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1501 static inline void ptlock_cache_init(void)
1502 {
1503 }
1504
1505 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1506 {
1507         return true;
1508 }
1509
1510 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1511 {
1512 }
1513
1514 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1515 {
1516         return &page->ptl;
1517 }
1518 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1519
1520 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1521 {
1522         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1523 }
1524
1525 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1526 {
1527         /*
1528          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1529          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1530          *
1531          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1532          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1533          */
1534         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1535         if (!ptlock_alloc(page))
1536                 return false;
1537         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1538         return true;
1539 }
1540
1541 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1542 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1543 {
1544         page->mapping = NULL;
1545         ptlock_free(page);
1546 }
1547
1548 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1549 /*
1550  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1551  */
1552 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1553 {
1554         return &mm->page_table_lock;
1555 }
1556 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1557 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1558 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1559 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1560
1561 static inline void pgtable_init(void)
1562 {
1563         ptlock_cache_init();
1564         pgtable_cache_init();
1565 }
1566
1567 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1568 {
1569         if (!ptlock_init(page))
1570                 return false;
1571         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1572         return true;
1573 }
1574
1575 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1576 {
1577         pte_lock_deinit(page);
1578         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1579 }
1580
1581 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1582 ({                                                      \
1583         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1584         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1585         *(ptlp) = __ptl;                                \
1586         spin_lock(__ptl);                               \
1587         __pte;                                          \
1588 })
1589
1590 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1591         spin_unlock(ptl);                               \
1592         pte_unmap(pte);                                 \
1593 } while (0)
1594
1595 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1596         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1597                                                         pmd, address))? \
1598          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1599
1600 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1601         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1602                                                         pmd, address))? \
1603                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1604
1605 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1606         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1607                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1608
1609 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1610
1611 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1612 {
1613         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1614         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1615 }
1616
1617 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1618 {
1619         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1620 }
1621
1622 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1623 {
1624 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1625         page->pmd_huge_pte = NULL;
1626 #endif
1627         return ptlock_init(page);
1628 }
1629
1630 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1631 {
1632 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1633         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1634 #endif
1635         ptlock_free(page);
1636 }
1637
1638 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1639
1640 #else
1641
1642 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1643 {
1644         return &mm->page_table_lock;
1645 }
1646
1647 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1648 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1649
1650 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1651
1652 #endif
1653
1654 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1655 {
1656         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1657         spin_lock(ptl);
1658         return ptl;
1659 }
1660
1661 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1662 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1663                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1664 extern void free_initmem(void);
1665
1666 /*
1667  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1668  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1669  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1670  * Return pages freed into the buddy system.
1671  */
1672 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1673                                         int poison, char *s);
1674
1675 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1676 /*
1677  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1678  * and totalram_pages.
1679  */
1680 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1681 #endif
1682
1683 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1684 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1685
1686 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1687
1688 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1689 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1690 {
1691         ClearPageReserved(page);
1692         init_page_count(page);
1693         __free_page(page);
1694 }
1695
1696 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1697 {
1698         __free_reserved_page(page);
1699         adjust_managed_page_count(page, 1);
1700 }
1701
1702 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1703 {
1704         SetPageReserved(page);
1705         adjust_managed_page_count(page, -1);
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1710  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1711  * range [0, UCHAR_MAX].
1712  * Return pages freed into the buddy system.
1713  */
1714 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1715 {
1716         extern char __init_begin[], __init_end[];
1717
1718         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1719                                   poison, "unused kernel");
1720 }
1721
1722 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1723 {
1724         int nid;
1725         unsigned long phys_pages = 0;
1726
1727         for_each_online_node(nid)
1728                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1729
1730         return phys_pages;
1731 }
1732
1733 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1734 /*
1735  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1736  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1737  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1738  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1739  * free_area_init_node()
1740  *
1741  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1742  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1743  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1744  * usage, an architecture is expected to do something like
1745  *
1746  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1747  *                                                       max_highmem_pfn};
1748  * for_each_valid_physical_page_range()
1749  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1750  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1751  *
1752  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1753  * registered physical page range.  Similarly
1754  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1755  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1756  *
1757  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1758  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1759  */
1760 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1761 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1762 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1763                                                 unsigned long end_pfn);
1764 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1765                                                 unsigned long end_pfn);
1766 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1767                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1768 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1769 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1770                                                 unsigned long max_low_pfn);
1771 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1772
1773 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1774
1775 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1776     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1777 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1778                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1779 {
1780         return 0;
1781 }
1782 #else
1783 /* please see mm/page_alloc.c */
1784 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1785 /* there is a per-arch backend function. */
1786 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1787                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
1788 #endif
1789
1790 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1791 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1792                                 unsigned long, enum memmap_context);
1793 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1794 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1795 extern void mem_init(void);
1796 extern void __init mmap_init(void);
1797 extern void show_mem(unsigned int flags);
1798 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1799 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1800
1801 extern __printf(3, 4)
1802 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1803                 const char *fmt, ...);
1804
1805 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1806
1807 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1808 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1809
1810 /* page_alloc.c */
1811 extern int min_free_kbytes;
1812
1813 /* nommu.c */
1814 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1815 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1816
1817 /* interval_tree.c */
1818 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1819                               struct rb_root *root);
1820 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1821                                     struct vm_area_struct *prev,
1822                                     struct rb_root *root);
1823 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1824                               struct rb_root *root);
1825 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1826                                 unsigned long start, unsigned long last);
1827 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1828                                 unsigned long start, unsigned long last);
1829
1830 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1831         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1832              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1833
1834 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1835                                    struct rb_root *root);
1836 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1837                                    struct rb_root *root);
1838 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1839         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1840 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1841         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1842 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1843 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1844 #endif
1845
1846 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1847         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1848              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1849
1850 /* mmap.c */
1851 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1852 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1853         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1854 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1855         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1856         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1857         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx, const char __user *);
1858 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1859 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1860         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1861 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1862 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1863         struct rb_node **, struct rb_node *);
1864 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1865 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1866         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1867         bool *need_rmap_locks);
1868 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1869
1870 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1871                                     unsigned long new,
1872                                     unsigned long start,
1873                                     unsigned long end_data,
1874                                     unsigned long start_data)
1875 {
1876         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1877                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1878                         return -ENOSPC;
1879         }
1880
1881         return 0;
1882 }
1883
1884 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1885 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1886
1887 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1888 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1889 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
1890
1891 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1892 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1893                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1894                                    unsigned long flags,
1895                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1896 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1897 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1898                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1899                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1900
1901 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1902
1903 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1904         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1905 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1906         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1907         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1908 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1909
1910 static inline unsigned long
1911 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1912         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1913         unsigned long pgoff, unsigned long *populate)
1914 {
1915         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate);
1916 }
1917
1918 #ifdef CONFIG_MMU
1919 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1920                          int ignore_errors);
1921 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1922 {
1923         /* Ignore errors */
1924         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1925 }
1926 #else
1927 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1928 #endif
1929
1930 /* These take the mm semaphore themselves */
1931 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1932 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1933 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1934         unsigned long, unsigned long,
1935         unsigned long, unsigned long);
1936
1937 struct vm_unmapped_area_info {
1938 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1939         unsigned long flags;
1940         unsigned long length;
1941         unsigned long low_limit;
1942         unsigned long high_limit;
1943         unsigned long align_mask;
1944         unsigned long align_offset;
1945 };
1946
1947 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1948 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1949
1950 /*
1951  * Search for an unmapped address range.
1952  *
1953  * We are looking for a range that:
1954  * - does not intersect with any VMA;
1955  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1956  * - is at least the desired size.
1957  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1958  */
1959 static inline unsigned long
1960 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1961 {
1962         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1963                 return unmapped_area_topdown(info);
1964         else
1965                 return unmapped_area(info);
1966 }
1967
1968 /* truncate.c */
1969 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1970 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1971                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1972 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1973
1974 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1975 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1976 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1977 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1978
1979 /* mm/page-writeback.c */
1980 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1981 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1982
1983 /* readahead.c */
1984 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1985 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1986
1987 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1988                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1989
1990 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1991                                struct file_ra_state *ra,
1992                                struct file *filp,
1993                                pgoff_t offset,
1994                                unsigned long size);
1995
1996 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1997                                 struct file_ra_state *ra,
1998                                 struct file *filp,
1999                                 struct page *pg,
2000                                 pgoff_t offset,
2001                                 unsigned long size);
2002
2003 extern unsigned long stack_guard_gap;
2004 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2005 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2006
2007 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2008 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2009                 unsigned long address);
2010 #if VM_GROWSUP
2011 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2012 #else
2013   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2014 #endif
2015
2016 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2017 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2018 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2019                                              struct vm_area_struct **pprev);
2020
2021 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2022    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2023 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2024 {
2025         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2026
2027         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2028                 vma = NULL;
2029         return vma;
2030 }
2031
2032 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2033 {
2034         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2035
2036         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2037                 vm_start -= stack_guard_gap;
2038                 if (vm_start > vma->vm_start)
2039                         vm_start = 0;
2040         }
2041         return vm_start;
2042 }
2043
2044 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2045 {
2046         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2047
2048         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2049                 vm_end += stack_guard_gap;
2050                 if (vm_end < vma->vm_end)
2051                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2052         }
2053         return vm_end;
2054 }
2055
2056 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2057 {
2058         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2059 }
2060
2061 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2062 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2063                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2064 {
2065         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2066
2067         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2068                 vma = NULL;
2069
2070         return vma;
2071 }
2072
2073 #ifdef CONFIG_MMU
2074 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2075 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2076 #else
2077 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2078 {
2079         return __pgprot(0);
2080 }
2081 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2082 {
2083         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2084 }
2085 #endif
2086
2087 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2088 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2089                         unsigned long start, unsigned long end);
2090 #endif
2091
2092 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2093 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2094                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2095 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2096 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2097                         unsigned long pfn);
2098 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2099                         unsigned long pfn);
2100 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2101
2102
2103 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2104                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2105                               unsigned int *page_mask);
2106
2107 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2108                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2109 {
2110         unsigned int unused_page_mask;
2111         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2112 }
2113
2114 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2115 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2116 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2117 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2118 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2119 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2120                                  * and return without waiting upon it */
2121 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2122 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2123 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2124 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2125 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2126 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2127 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2128 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2129
2130 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2131                         void *data);
2132 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2133                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2134
2135 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2136 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2137 #else
2138 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2139                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2140 {
2141         mm->total_vm += pages;
2142 }
2143 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2144
2145 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2146 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2147 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2148
2149 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2150 {
2151         return _debug_pagealloc_enabled;
2152 }
2153
2154 static inline void
2155 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2156 {
2157         if (!debug_pagealloc_enabled())
2158                 return;
2159
2160         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2161 }
2162 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2163 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2164 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2165 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2166 static inline void
2167 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2168 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2169 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2170 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2171 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2172 {
2173         return false;
2174 }
2175 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2176
2177 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2178 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2179 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2180 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2181 #else
2182 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2183 {
2184         return NULL;
2185 }
2186 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2187 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2188 {
2189         return 0;
2190 }
2191 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2192
2193 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2194 extern int sysctl_drop_caches;
2195 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2196                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2197 #endif
2198
2199 void drop_slab(void);
2200 void drop_slab_node(int nid);
2201
2202 #ifndef CONFIG_MMU
2203 #define randomize_va_space 0
2204 #else
2205 extern int randomize_va_space;
2206 #endif
2207
2208 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2209 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2210
2211 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2212                                    unsigned long pnum_begin,
2213                                    unsigned long pnum_end,
2214                                    unsigned long map_count,
2215                                    int nodeid);
2216
2217 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2218 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2219 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2220 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2221 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2222 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2223 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2224 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2225 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2226                                int node);
2227 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2228 void vmemmap_populate_print_last(void);
2229 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2230 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2231 #endif
2232 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2233                                   unsigned long size);
2234
2235 enum mf_flags {
2236         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2237         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2238         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2239         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2240 };
2241 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2242 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2243 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2244 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2245 extern void put_hwpoison_page(struct page *page);
2246 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2247 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2248 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2249 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2250 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2251
2252
2253 /*
2254  * Error handlers for various types of pages.
2255  */
2256 enum mf_result {
2257         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2258         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2259         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2260         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2261 };
2262
2263 enum mf_action_page_type {
2264         MF_MSG_KERNEL,
2265         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2266         MF_MSG_SLAB,
2267         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2268         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2269         MF_MSG_HUGE,
2270         MF_MSG_FREE_HUGE,
2271         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2272         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2273         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2274         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2275         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2276         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2277         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2278         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2279         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2280         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2281         MF_MSG_BUDDY,
2282         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2283         MF_MSG_UNKNOWN,
2284 };
2285
2286 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2287 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2288                             unsigned long addr,
2289                             unsigned int pages_per_huge_page);
2290 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2291                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2292                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2293 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2294
2295 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2296 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2297
2298 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2299 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2300 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2301
2302 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2303 {
2304         return _debug_guardpage_minorder;
2305 }
2306
2307 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2308 {
2309         return _debug_guardpage_enabled;
2310 }
2311
2312 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2313 {
2314         struct page_ext *page_ext;
2315
2316         if (!debug_guardpage_enabled())
2317                 return false;
2318
2319         page_ext = lookup_page_ext(page);
2320         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2321 }
2322 #else
2323 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2324 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2325 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2326 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2327
2328 #if MAX_NUMNODES > 1
2329 void __init setup_nr_node_ids(void);
2330 #else
2331 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2332 #endif
2333
2334 #endif /* __KERNEL__ */
2335 #endif /* _LINUX_MM_H */