OSDN Git Service

Merge 4.4.140 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  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
244  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
245  *
246  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
247  */
248 struct vm_fault {
249         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
250         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
251         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
252         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
253
254         struct page *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
255         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
256                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
257                                          * is set (which is also implied by
258                                          * VM_FAULT_ERROR).
259                                          */
260         /* for ->map_pages() only */
261         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
262                                          * max_pgoff inclusive */
263         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
264 };
265
266 /*
267  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
268  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
269  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
270  */
271 struct vm_operations_struct {
272         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
273         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
274         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
275         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
276         int (*pmd_fault)(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
277                                                 pmd_t *, unsigned int flags);
278         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
279
280         /* notification that a previously read-only page is about to become
281          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
282         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
283
284         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
285         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
286
287         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
288          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
289          */
290         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
291                       void *buf, int len, int write);
292
293         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
294          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
295          * vma to be dumped unconditionally. */
296         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
297
298 #ifdef CONFIG_NUMA
299         /*
300          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
301          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
302          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
303          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
304          * mempolicy.
305          */
306         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
307
308         /*
309          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
310          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
311          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
312          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
313          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
314          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
315          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
316          * policy.
317          */
318         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
319                                         unsigned long addr);
320 #endif
321         /*
322          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
323          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
324          * (using pte_page()) would not find the correct page.
325          */
326         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
327                                           unsigned long addr);
328 };
329
330 struct mmu_gather;
331 struct inode;
332
333 #define page_private(page)              ((page)->private)
334 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
335
336 /*
337  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
338  * files which need it (119 of them)
339  */
340 #include <linux/page-flags.h>
341 #include <linux/huge_mm.h>
342
343 /*
344  * Methods to modify the page usage count.
345  *
346  * What counts for a page usage:
347  * - cache mapping   (page->mapping)
348  * - private data    (page->private)
349  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
350  *   is counted separately
351  *
352  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
353  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
354  */
355
356 /*
357  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
358  */
359 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
360 {
361         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
362         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
363 }
364
365 /*
366  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
367  * that is the case.
368  * This can be called when MMU is off so it must not access
369  * any of the virtual mappings.
370  */
371 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
372 {
373         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
374 }
375
376 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
377
378 enum {
379         REGION_INTERSECTS,
380         REGION_DISJOINT,
381         REGION_MIXED,
382 };
383
384 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, const char *type);
385
386 /* Support for virtually mapped pages */
387 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
388 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
389
390 /*
391  * Determine if an address is within the vmalloc range
392  *
393  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
394  * is no special casing required.
395  */
396 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
397 {
398 #ifdef CONFIG_MMU
399         unsigned long addr = (unsigned long)x;
400
401         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
402 #else
403         return 0;
404 #endif
405 }
406 #ifdef CONFIG_MMU
407 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
408 #else
409 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
410 {
411         return 0;
412 }
413 #endif
414
415 extern void kvfree(const void *addr);
416
417 static inline void compound_lock(struct page *page)
418 {
419 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
420         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
421         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
422 #endif
423 }
424
425 static inline void compound_unlock(struct page *page)
426 {
427 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
428         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
429         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
430 #endif
431 }
432
433 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
434 {
435         unsigned long uninitialized_var(flags);
436 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
437         local_irq_save(flags);
438         compound_lock(page);
439 #endif
440         return flags;
441 }
442
443 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
444                                               unsigned long flags)
445 {
446 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
447         compound_unlock(page);
448         local_irq_restore(flags);
449 #endif
450 }
451
452 /*
453  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
454  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
455  * and atomic_add_negative(-1).
456  */
457 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
458 {
459         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
460 }
461
462 static inline int page_mapcount(struct page *page)
463 {
464         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
465         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
466 }
467
468 static inline int page_count(struct page *page)
469 {
470         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
471 }
472
473 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
474 {
475         return PageAnon(page) && !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
476 }
477
478 /*
479  * This takes a head page as parameter and tells if the
480  * tail page reference counting can be skipped.
481  *
482  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
483  * any given page where they return true here, until all tail pins
484  * have been released.
485  */
486 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
487 {
488         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
489         return __compound_tail_refcounted(page);
490 }
491
492 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
493 {
494         /*
495          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
496          */
497         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
498         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
499         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
500         if (compound_tail_refcounted(compound_head(page)))
501                 atomic_inc(&page->_mapcount);
502 }
503
504 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
505
506 static inline void get_page(struct page *page)
507 {
508         if (unlikely(PageTail(page)))
509                 if (likely(__get_page_tail(page)))
510                         return;
511         /*
512          * Getting a normal page or the head of a compound page
513          * requires to already have an elevated page->_count.
514          */
515         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
516         atomic_inc(&page->_count);
517 }
518
519 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
520 {
521         struct page *page = virt_to_page(x);
522
523         return compound_head(page);
524 }
525
526 /*
527  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
528  * the first time (boot or memory hotplug)
529  */
530 static inline void init_page_count(struct page *page)
531 {
532         atomic_set(&page->_count, 1);
533 }
534
535 void put_page(struct page *page);
536 void put_pages_list(struct list_head *pages);
537
538 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
539 int split_free_page(struct page *page);
540
541 /*
542  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
543  * prototype for that function and accessor functions.
544  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
545  */
546 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
547
548 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
549 enum compound_dtor_id {
550         NULL_COMPOUND_DTOR,
551         COMPOUND_PAGE_DTOR,
552 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
553         HUGETLB_PAGE_DTOR,
554 #endif
555         NR_COMPOUND_DTORS,
556 };
557 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
558
559 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
560                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
561 {
562         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
563         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
564 }
565
566 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
567 {
568         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
569         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
570 }
571
572 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
573 {
574         if (!PageHead(page))
575                 return 0;
576         return page[1].compound_order;
577 }
578
579 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
580 {
581         page[1].compound_order = order;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_MMU
585 /*
586  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
587  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
588  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
589  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
590  */
591 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
592 {
593         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
594                 pte = pte_mkwrite(pte);
595         return pte;
596 }
597
598 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
599                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
600 #endif
601
602 /*
603  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
604  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
605  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
606  * only one copy in memory, at most, normally.
607  *
608  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
609  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
610  *   freelist management in the buddy allocator.
611  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
612  *
613  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
614  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
615  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
616  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
617  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
618  *
619  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
620  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
621  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
622  * and page->virtual store page management information, but all other fields
623  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
624  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
625  * subsequently been given references to it.
626  *
627  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
628  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
629  * The following discussion applies only to them.
630  *
631  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
632  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
633  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
634  * into the filesystem to release these pages.
635  *
636  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
637  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
638  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
639  *
640  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
641  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
642  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
643  *
644  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
645  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
646  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
647  *
648  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
649  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
650  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
651  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
652  *
653  * All pagecache pages may be subject to I/O:
654  * - inode pages may need to be read from disk,
655  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
656  *   to be written back to the inode on disk,
657  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
658  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
659  *   back into memory.
660  */
661
662 /*
663  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
664  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
665  */
666
667 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
668 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
669 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
670 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
671 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
672
673 /*
674  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
675  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
676  * the compiler will optimise away reference to them.
677  */
678 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
679 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
680 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
681 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
682
683 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
684 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
685 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
686 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
687                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
688 #else
689 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
690 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
691                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
692 #endif
693
694 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
695
696 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
697 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
698 #endif
699
700 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
701 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
702 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
703 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
704 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
705
706 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
707 {
708         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
709 }
710
711 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
712 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
713 #endif
714
715 /*
716  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
717  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
718  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
719  * node id available in page flags.
720  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
721  * pages in a zone.
722  */
723 static inline int page_zone_id(struct page *page)
724 {
725         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
726 }
727
728 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
729 {
730 #ifdef CONFIG_NUMA
731         return zone->node;
732 #else
733         return 0;
734 #endif
735 }
736
737 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
738 extern int page_to_nid(const struct page *page);
739 #else
740 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
741 {
742         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
743 }
744 #endif
745
746 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
747 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
748 {
749         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
750 }
751
752 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
753 {
754         return cpupid & LAST__PID_MASK;
755 }
756
757 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
758 {
759         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
760 }
761
762 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
763 {
764         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
765 }
766
767 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
768 {
769         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
770 }
771
772 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
773 {
774         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
775 }
776
777 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
778 {
779         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
780 }
781
782 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
783 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
784 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
785 {
786         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
787 }
788
789 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
790 {
791         return page->_last_cpupid;
792 }
793 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
794 {
795         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
796 }
797 #else
798 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
799 {
800         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
801 }
802
803 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
804
805 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
806 {
807         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
808
809         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
810         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
811 }
812 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
813 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
814 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
815 {
816         return page_to_nid(page); /* XXX */
817 }
818
819 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
820 {
821         return page_to_nid(page); /* XXX */
822 }
823
824 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
825 {
826         return -1;
827 }
828
829 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
830 {
831         return -1;
832 }
833
834 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
835 {
836         return -1;
837 }
838
839 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
840 {
841         return -1;
842 }
843
844 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
845 {
846         return 1;
847 }
848
849 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
850 {
851 }
852
853 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
854 {
855         return false;
856 }
857 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
858
859 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
860 {
861         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
862 }
863
864 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
865 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
866 {
867         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
868         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
869 }
870
871 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
872 {
873         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
874 }
875 #endif
876
877 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
878 {
879         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
880         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
881 }
882
883 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
884 {
885         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
886         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
887 }
888
889 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
890         unsigned long node, unsigned long pfn)
891 {
892         set_page_zone(page, zone);
893         set_page_node(page, node);
894 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
895         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
896 #endif
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_MEMCG
900 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
901 {
902         return page->mem_cgroup;
903 }
904
905 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
906 {
907         page->mem_cgroup = memcg;
908 }
909 #else
910 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
911 {
912         return NULL;
913 }
914
915 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
916 {
917 }
918 #endif
919
920 /*
921  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
922  */
923 #include <linux/vmstat.h>
924
925 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
926 {
927         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
928 }
929
930 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
931 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
932 #endif
933
934 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
935 static inline void *page_address(const struct page *page)
936 {
937         return page->virtual;
938 }
939 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
940 {
941         page->virtual = address;
942 }
943 #define page_address_init()  do { } while(0)
944 #endif
945
946 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
947 void *page_address(const struct page *page);
948 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
949 void page_address_init(void);
950 #endif
951
952 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
953 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
954 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
955 #define page_address_init()  do { } while(0)
956 #endif
957
958 extern void *page_rmapping(struct page *page);
959 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
960 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
961
962 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
963
964 static inline
965 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
966 {
967         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
968                 return __page_file_mapping(page);
969
970         return page->mapping;
971 }
972
973 /*
974  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
975  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
976  */
977 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
978 {
979         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
980                 return page_private(page);
981         return page->index;
982 }
983
984 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
985
986 /*
987  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
988  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
989  */
990 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
991 {
992         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
993                 return __page_file_index(page);
994
995         return page->index;
996 }
997
998 /*
999  * Return true if this page is mapped into pagetables.
1000  */
1001 static inline int page_mapped(struct page *page)
1002 {
1003         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Return true only if the page has been allocated with
1008  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
1009  * met implying that the system is under some pressure.
1010  */
1011 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
1012 {
1013         /*
1014          * Page index cannot be this large so this must be
1015          * a pfmemalloc page.
1016          */
1017         return page->index == -1UL;
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1022  * page.
1023  */
1024 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1025 {
1026         page->index = -1UL;
1027 }
1028
1029 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1030 {
1031         page->index = 0;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1036  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1037  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1038  */
1039
1040 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1041
1042 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1043 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1044 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1045 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1046 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1047 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1048 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1049
1050 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1051 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1052 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1053 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1054
1055 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1056
1057 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1058                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1059                          VM_FAULT_FALLBACK)
1060
1061 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1062 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1063 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1064
1065 /*
1066  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1067  */
1068 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1069
1070 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1071
1072 /*
1073  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1074  * various contexts.
1075  */
1076 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1077
1078 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1079 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1080
1081 void shmem_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file);
1082 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1083 #ifdef CONFIG_SHMEM
1084 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1085 #else
1086 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1087 {
1088         return false;
1089 }
1090 #endif
1091
1092 extern int can_do_mlock(void);
1093 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1094 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1095
1096 /*
1097  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1098  */
1099 struct zap_details {
1100         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1101         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1102         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1103 };
1104
1105 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1106                 pte_t pte);
1107 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1108                                 pmd_t pmd);
1109
1110 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1111                 unsigned long size);
1112 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1113                 unsigned long size, struct zap_details *);
1114 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1115                 unsigned long start, unsigned long end);
1116
1117 /**
1118  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1119  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1120  *             this handler is required to be able to handle
1121  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1122  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1123  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1124  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1125  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1126  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1127  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1128  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1129  *             and a negative one means "abort current page table walk
1130  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1131  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1132  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1133  * @private:   private data for callbacks' usage
1134  *
1135  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1136  */
1137 struct mm_walk {
1138         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1139                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1140         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1141                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1142         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1143                         struct mm_walk *walk);
1144         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1145                              unsigned long addr, unsigned long next,
1146                              struct mm_walk *walk);
1147         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1148                         struct mm_walk *walk);
1149         struct mm_struct *mm;
1150         struct vm_area_struct *vma;
1151         void *private;
1152 };
1153
1154 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1155                 struct mm_walk *walk);
1156 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1157 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1158                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1159 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1160                         struct vm_area_struct *vma);
1161 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1162                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1163 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1164         unsigned long *pfn);
1165 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1166                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1167 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1168                         void *buf, int len, int write);
1169
1170 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1171                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1172 {
1173         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1174 }
1175
1176 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1177 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1178 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1179 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1180 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1181 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1182 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1183
1184 #ifdef CONFIG_MMU
1185 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1186                         unsigned long address, unsigned int flags);
1187 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1188                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1189 #else
1190 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1191                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1192                         unsigned int flags)
1193 {
1194         /* should never happen if there's no MMU */
1195         BUG();
1196         return VM_FAULT_SIGBUS;
1197 }
1198 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1199                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1200                 unsigned int fault_flags)
1201 {
1202         /* should never happen if there's no MMU */
1203         BUG();
1204         return -EFAULT;
1205 }
1206 #endif
1207
1208 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1209 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1210                 void *buf, int len, int write);
1211
1212 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1213                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1214                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1215                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1216 long get_user_pages(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                     struct vm_area_struct **vmas);
1220 long get_user_pages_locked(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                     int *locked);
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                                unsigned int gup_flags);
1228 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1229                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1230                     int write, int force, struct page **pages);
1231 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1232                         struct page **pages);
1233
1234 /* Container for pinned pfns / pages */
1235 struct frame_vector {
1236         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1237         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1238         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1239         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1240         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1241                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1242                                  * for access */
1243 };
1244
1245 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1246 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1247 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1248                      bool write, bool force, struct frame_vector *vec);
1249 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1250 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1251 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1252
1253 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1254 {
1255         return vec->nr_frames;
1256 }
1257
1258 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1259 {
1260         if (vec->is_pfns) {
1261                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1262
1263                 if (err)
1264                         return ERR_PTR(err);
1265         }
1266         return (struct page **)(vec->ptrs);
1267 }
1268
1269 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1270 {
1271         if (!vec->is_pfns)
1272                 frame_vector_to_pfns(vec);
1273         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1274 }
1275
1276 struct kvec;
1277 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1278                         struct page **pages);
1279 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1280 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1281
1282 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1283 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1284                               unsigned int length);
1285
1286 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1287 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1288 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1289                                 struct page *page);
1290 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping,
1291                           struct mem_cgroup *memcg);
1292 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1293                           struct mem_cgroup *memcg, struct bdi_writeback *wb);
1294 int set_page_dirty(struct page *page);
1295 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1296 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1297 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1298
1299 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1300
1301 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1302 {
1303         return !vma->vm_ops;
1304 }
1305
1306 int vma_is_stack_for_task(struct vm_area_struct *vma, struct task_struct *t);
1307
1308 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1309                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1310                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1311                 bool need_rmap_locks);
1312 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1313                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1314                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1315 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1316                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1317                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1318
1319 /*
1320  * doesn't attempt to fault and will return short.
1321  */
1322 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1323                           struct page **pages);
1324 /*
1325  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1326  */
1327 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1328 {
1329         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1330
1331 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1332         /*
1333          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1334          * But it's never be expected number for users.
1335          */
1336         if (val < 0)
1337                 val = 0;
1338 #endif
1339         return (unsigned long)val;
1340 }
1341
1342 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1343 {
1344         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1345 }
1346
1347 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1348 {
1349         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1350 }
1351
1352 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1353 {
1354         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1355 }
1356
1357 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1358 {
1359         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1360                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1361 }
1362
1363 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1364 {
1365         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1366 }
1367
1368 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1369 {
1370         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1371 }
1372
1373 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1374 {
1375         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1376
1377         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1378                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1379 }
1380
1381 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1382 {
1383         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1384                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1385 }
1386
1387 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1388 {
1389         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1390 }
1391
1392 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1393                                          struct mm_struct *mm)
1394 {
1395         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1396
1397         if (*maxrss < hiwater_rss)
1398                 *maxrss = hiwater_rss;
1399 }
1400
1401 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1402 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1403 #else
1404 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1405 {
1406 }
1407 #endif
1408
1409 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1410
1411 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1412                                spinlock_t **ptl);
1413 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1414                                     spinlock_t **ptl)
1415 {
1416         pte_t *ptep;
1417         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1418         return ptep;
1419 }
1420
1421 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1422 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1423                                                 unsigned long address)
1424 {
1425         return 0;
1426 }
1427 #else
1428 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1429 #endif
1430
1431 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1432 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1433                                                 unsigned long address)
1434 {
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1439
1440 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1441 {
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1446 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1447
1448 #else
1449 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1450
1451 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1452 {
1453         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1454 }
1455
1456 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1457 {
1458         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1459 }
1460
1461 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1462 {
1463         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1464 }
1465
1466 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1467 {
1468         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1469 }
1470 #endif
1471
1472 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1473                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1474 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1475
1476 /*
1477  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1478  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1479  */
1480 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1481 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1482 {
1483         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1484                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1485 }
1486
1487 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1488 {
1489         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1490                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1491 }
1492 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1493
1494 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1495 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1496 void __init ptlock_cache_init(void);
1497 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1498 extern void ptlock_free(struct page *page);
1499
1500 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1501 {
1502         return page->ptl;
1503 }
1504 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1505 static inline void ptlock_cache_init(void)
1506 {
1507 }
1508
1509 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1510 {
1511         return true;
1512 }
1513
1514 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1515 {
1516 }
1517
1518 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1519 {
1520         return &page->ptl;
1521 }
1522 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1523
1524 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1525 {
1526         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1527 }
1528
1529 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1530 {
1531         /*
1532          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1533          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1534          *
1535          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1536          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1537          */
1538         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1539         if (!ptlock_alloc(page))
1540                 return false;
1541         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1542         return true;
1543 }
1544
1545 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1546 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1547 {
1548         page->mapping = NULL;
1549         ptlock_free(page);
1550 }
1551
1552 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1553 /*
1554  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1555  */
1556 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1557 {
1558         return &mm->page_table_lock;
1559 }
1560 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1561 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1562 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1563 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1564
1565 static inline void pgtable_init(void)
1566 {
1567         ptlock_cache_init();
1568         pgtable_cache_init();
1569 }
1570
1571 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1572 {
1573         if (!ptlock_init(page))
1574                 return false;
1575         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1576         return true;
1577 }
1578
1579 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1580 {
1581         pte_lock_deinit(page);
1582         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1583 }
1584
1585 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1586 ({                                                      \
1587         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1588         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1589         *(ptlp) = __ptl;                                \
1590         spin_lock(__ptl);                               \
1591         __pte;                                          \
1592 })
1593
1594 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1595         spin_unlock(ptl);                               \
1596         pte_unmap(pte);                                 \
1597 } while (0)
1598
1599 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1600         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1601                                                         pmd, address))? \
1602          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1603
1604 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1605         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1606                                                         pmd, address))? \
1607                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1608
1609 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1610         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1611                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1612
1613 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1614
1615 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1616 {
1617         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1618         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1619 }
1620
1621 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1622 {
1623         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1624 }
1625
1626 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1627 {
1628 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1629         page->pmd_huge_pte = NULL;
1630 #endif
1631         return ptlock_init(page);
1632 }
1633
1634 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1635 {
1636 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1637         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1638 #endif
1639         ptlock_free(page);
1640 }
1641
1642 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1643
1644 #else
1645
1646 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1647 {
1648         return &mm->page_table_lock;
1649 }
1650
1651 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1652 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1653
1654 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1655
1656 #endif
1657
1658 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1659 {
1660         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1661         spin_lock(ptl);
1662         return ptl;
1663 }
1664
1665 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1666 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1667                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1668 extern void free_initmem(void);
1669
1670 /*
1671  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1672  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1673  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1674  * Return pages freed into the buddy system.
1675  */
1676 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1677                                         int poison, char *s);
1678
1679 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1680 /*
1681  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1682  * and totalram_pages.
1683  */
1684 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1685 #endif
1686
1687 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1688 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1689
1690 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1691
1692 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1693 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1694 {
1695         ClearPageReserved(page);
1696         init_page_count(page);
1697         __free_page(page);
1698 }
1699
1700 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1701 {
1702         __free_reserved_page(page);
1703         adjust_managed_page_count(page, 1);
1704 }
1705
1706 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1707 {
1708         SetPageReserved(page);
1709         adjust_managed_page_count(page, -1);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1714  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1715  * range [0, UCHAR_MAX].
1716  * Return pages freed into the buddy system.
1717  */
1718 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1719 {
1720         extern char __init_begin[], __init_end[];
1721
1722         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1723                                   poison, "unused kernel");
1724 }
1725
1726 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1727 {
1728         int nid;
1729         unsigned long phys_pages = 0;
1730
1731         for_each_online_node(nid)
1732                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1733
1734         return phys_pages;
1735 }
1736
1737 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1738 /*
1739  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1740  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1741  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1742  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1743  * free_area_init_node()
1744  *
1745  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1746  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1747  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1748  * usage, an architecture is expected to do something like
1749  *
1750  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1751  *                                                       max_highmem_pfn};
1752  * for_each_valid_physical_page_range()
1753  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1754  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1755  *
1756  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1757  * registered physical page range.  Similarly
1758  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1759  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1760  *
1761  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1762  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1763  */
1764 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1765 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1766 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1767                                                 unsigned long end_pfn);
1768 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1769                                                 unsigned long end_pfn);
1770 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1771                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1772 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1773 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1774                                                 unsigned long max_low_pfn);
1775 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1776
1777 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1778
1779 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1780     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1781 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1782                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1783 {
1784         return 0;
1785 }
1786 #else
1787 /* please see mm/page_alloc.c */
1788 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1789 /* there is a per-arch backend function. */
1790 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1791                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
1792 #endif
1793
1794 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1795 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1796                                 unsigned long, enum memmap_context);
1797 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1798 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1799 extern void mem_init(void);
1800 extern void __init mmap_init(void);
1801 extern void show_mem(unsigned int flags);
1802 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1803 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1804
1805 extern __printf(3, 4)
1806 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1807                 const char *fmt, ...);
1808
1809 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1810
1811 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1812 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1813
1814 /* page_alloc.c */
1815 extern int min_free_kbytes;
1816
1817 /* nommu.c */
1818 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1819 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1820
1821 /* interval_tree.c */
1822 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1823                               struct rb_root *root);
1824 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1825                                     struct vm_area_struct *prev,
1826                                     struct rb_root *root);
1827 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1828                               struct rb_root *root);
1829 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1830                                 unsigned long start, unsigned long last);
1831 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1832                                 unsigned long start, unsigned long last);
1833
1834 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1835         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1836              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1837
1838 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1839                                    struct rb_root *root);
1840 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1841                                    struct rb_root *root);
1842 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1843         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1844 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1845         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1846 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1847 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1848 #endif
1849
1850 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1851         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1852              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1853
1854 /* mmap.c */
1855 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1856 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1857         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1858 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1859         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1860         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1861         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx, const char __user *);
1862 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1863 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1864         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1865 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1866 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1867         struct rb_node **, struct rb_node *);
1868 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1869 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1870         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1871         bool *need_rmap_locks);
1872 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1873
1874 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1875                                     unsigned long new,
1876                                     unsigned long start,
1877                                     unsigned long end_data,
1878                                     unsigned long start_data)
1879 {
1880         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1881                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1882                         return -ENOSPC;
1883         }
1884
1885         return 0;
1886 }
1887
1888 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1889 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1890
1891 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1892 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1893 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
1894
1895 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1896 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1897                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1898                                    unsigned long flags,
1899                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1900 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1901 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1902                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1903                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1904
1905 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1906
1907 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1908         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1909 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1910         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1911         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1912 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1913
1914 static inline unsigned long
1915 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1916         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1917         unsigned long pgoff, unsigned long *populate)
1918 {
1919         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate);
1920 }
1921
1922 #ifdef CONFIG_MMU
1923 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1924                          int ignore_errors);
1925 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1926 {
1927         /* Ignore errors */
1928         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1929 }
1930 #else
1931 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1932 #endif
1933
1934 /* These take the mm semaphore themselves */
1935 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1936 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1937 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1938         unsigned long, unsigned long,
1939         unsigned long, unsigned long);
1940
1941 struct vm_unmapped_area_info {
1942 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1943         unsigned long flags;
1944         unsigned long length;
1945         unsigned long low_limit;
1946         unsigned long high_limit;
1947         unsigned long align_mask;
1948         unsigned long align_offset;
1949 };
1950
1951 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1952 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1953
1954 /*
1955  * Search for an unmapped address range.
1956  *
1957  * We are looking for a range that:
1958  * - does not intersect with any VMA;
1959  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1960  * - is at least the desired size.
1961  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1962  */
1963 static inline unsigned long
1964 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1965 {
1966         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1967                 return unmapped_area_topdown(info);
1968         else
1969                 return unmapped_area(info);
1970 }
1971
1972 /* truncate.c */
1973 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1974 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1975                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1976 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1977
1978 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1979 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1980 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1981 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1982
1983 /* mm/page-writeback.c */
1984 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1985 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1986
1987 /* readahead.c */
1988 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1989 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1990
1991 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1992                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1993
1994 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1995                                struct file_ra_state *ra,
1996                                struct file *filp,
1997                                pgoff_t offset,
1998                                unsigned long size);
1999
2000 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
2001                                 struct file_ra_state *ra,
2002                                 struct file *filp,
2003                                 struct page *pg,
2004                                 pgoff_t offset,
2005                                 unsigned long size);
2006
2007 extern unsigned long stack_guard_gap;
2008 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
2009 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2010
2011 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
2012 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
2013                 unsigned long address);
2014 #if VM_GROWSUP
2015 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2016 #else
2017   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2018 #endif
2019
2020 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2021 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2022 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2023                                              struct vm_area_struct **pprev);
2024
2025 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2026    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2027 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2028 {
2029         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2030
2031         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2032                 vma = NULL;
2033         return vma;
2034 }
2035
2036 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2037 {
2038         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2039
2040         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2041                 vm_start -= stack_guard_gap;
2042                 if (vm_start > vma->vm_start)
2043                         vm_start = 0;
2044         }
2045         return vm_start;
2046 }
2047
2048 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2049 {
2050         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2051
2052         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2053                 vm_end += stack_guard_gap;
2054                 if (vm_end < vma->vm_end)
2055                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2056         }
2057         return vm_end;
2058 }
2059
2060 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2061 {
2062         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2063 }
2064
2065 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2066 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2067                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2068 {
2069         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2070
2071         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2072                 vma = NULL;
2073
2074         return vma;
2075 }
2076
2077 #ifdef CONFIG_MMU
2078 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2079 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2080 #else
2081 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2082 {
2083         return __pgprot(0);
2084 }
2085 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2086 {
2087         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2088 }
2089 #endif
2090
2091 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2092 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2093                         unsigned long start, unsigned long end);
2094 #endif
2095
2096 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2097 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2098                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2099 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2100 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2101                         unsigned long pfn);
2102 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2103                         unsigned long pfn);
2104 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2105
2106
2107 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2108                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2109                               unsigned int *page_mask);
2110
2111 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2112                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2113 {
2114         unsigned int unused_page_mask;
2115         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2116 }
2117
2118 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2119 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2120 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2121 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2122 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2123 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2124                                  * and return without waiting upon it */
2125 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2126 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2127 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2128 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2129 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2130 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2131 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2132 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2133
2134 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2135                         void *data);
2136 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2137                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2138
2139 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2140 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2141 #else
2142 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2143                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2144 {
2145         mm->total_vm += pages;
2146 }
2147 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2148
2149 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2150 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2151 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2152
2153 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2154 {
2155         return _debug_pagealloc_enabled;
2156 }
2157
2158 static inline void
2159 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2160 {
2161         if (!debug_pagealloc_enabled())
2162                 return;
2163
2164         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2165 }
2166 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2167 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2168 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2169 #else   /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2170 static inline void
2171 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2172 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2173 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2174 #endif  /* CONFIG_HIBERNATION */
2175 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2176 {
2177         return false;
2178 }
2179 #endif  /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2180
2181 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2182 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2183 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2184 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2185 #else
2186 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2187 {
2188         return NULL;
2189 }
2190 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2191 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2192 {
2193         return 0;
2194 }
2195 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2196
2197 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2198 extern int sysctl_drop_caches;
2199 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2200                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2201 #endif
2202
2203 void drop_slab(void);
2204 void drop_slab_node(int nid);
2205
2206 #ifndef CONFIG_MMU
2207 #define randomize_va_space 0
2208 #else
2209 extern int randomize_va_space;
2210 #endif
2211
2212 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2213 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2214
2215 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2216                                    unsigned long pnum_begin,
2217                                    unsigned long pnum_end,
2218                                    unsigned long map_count,
2219                                    int nodeid);
2220
2221 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2222 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2223 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2224 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2225 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2226 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2227 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2228 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2229 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2230                                int node);
2231 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2232 void vmemmap_populate_print_last(void);
2233 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2234 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2235 #endif
2236 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2237                                   unsigned long size);
2238
2239 enum mf_flags {
2240         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2241         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2242         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2243         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2244 };
2245 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2246 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2247 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2248 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2249 extern void put_hwpoison_page(struct page *page);
2250 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2251 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2252 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2253 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2254 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2255
2256
2257 /*
2258  * Error handlers for various types of pages.
2259  */
2260 enum mf_result {
2261         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2262         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2263         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2264         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2265 };
2266
2267 enum mf_action_page_type {
2268         MF_MSG_KERNEL,
2269         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2270         MF_MSG_SLAB,
2271         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2272         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2273         MF_MSG_HUGE,
2274         MF_MSG_FREE_HUGE,
2275         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2276         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2277         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2278         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2279         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2280         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2281         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2282         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2283         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2284         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2285         MF_MSG_BUDDY,
2286         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2287         MF_MSG_UNKNOWN,
2288 };
2289
2290 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2291 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2292                             unsigned long addr,
2293                             unsigned int pages_per_huge_page);
2294 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2295                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2296                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2297 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2298
2299 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2300 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2301
2302 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2303 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2304 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2305
2306 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2307 {
2308         return _debug_guardpage_minorder;
2309 }
2310
2311 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2312 {
2313         return _debug_guardpage_enabled;
2314 }
2315
2316 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2317 {
2318         struct page_ext *page_ext;
2319
2320         if (!debug_guardpage_enabled())
2321                 return false;
2322
2323         page_ext = lookup_page_ext(page);
2324         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2325 }
2326 #else
2327 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2328 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2329 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2330 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2331
2332 #if MAX_NUMNODES > 1
2333 void __init setup_nr_node_ids(void);
2334 #else
2335 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2336 #endif
2337
2338 #endif /* __KERNEL__ */
2339 #endif /* _LINUX_MM_H */