OSDN Git Service

mm: migration: fix migration of huge PMD shared pages
[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 #include <asm/page.h>
55 #include <asm/pgtable.h>
56 #include <asm/processor.h>
57
58 #ifndef __pa_symbol
59 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
60 #endif
61
62 /*
63  * To prevent common memory management code establishing
64  * a zero page mapping on a read fault.
65  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
66  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
67  * related to the physical page in case of virtualization.
68  */
69 #ifndef mm_forbids_zeropage
70 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
71 #endif
72
73 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
74 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
75
76 extern int sysctl_overcommit_memory;
77 extern int sysctl_overcommit_ratio;
78 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
79
80 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
81                                     size_t *, loff_t *);
82 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
83                                     size_t *, loff_t *);
84
85 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
86
87 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
88 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
89
90 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
91 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
92
93 /*
94  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
95  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
96  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
97  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
98  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
99  * mmap() functions).
100  */
101
102 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
103
104 #ifndef CONFIG_MMU
105 extern struct rb_root nommu_region_tree;
106 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
107
108 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
109 #endif
110
111 /*
112  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
113  */
114 #define VM_NONE         0x00000000
115
116 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
117 #define VM_WRITE        0x00000002
118 #define VM_EXEC         0x00000004
119 #define VM_SHARED       0x00000008
120
121 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
122 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
123 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
124 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
125 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
126
127 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
128 #define VM_UFFD_MISSING 0x00000200      /* missing pages tracking */
129 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
130 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
131 #define VM_UFFD_WP      0x00001000      /* wrprotect pages tracking */
132
133 #define VM_LOCKED       0x00002000
134 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
135
136                                         /* Used by sys_madvise() */
137 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
138 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
139
140 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
141 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
142 #define VM_LOCKONFAULT  0x00080000      /* Lock the pages covered when they are faulted in */
143 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
144 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
145 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
146 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
147 #define VM_ARCH_2       0x02000000
148 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
149
150 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
151 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
152 #else
153 # define VM_SOFTDIRTY   0
154 #endif
155
156 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
157 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
158 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
159 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
160
161 #if defined(CONFIG_X86)
162 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
163 #elif defined(CONFIG_PPC)
164 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
165 #elif defined(CONFIG_PARISC)
166 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
167 #elif defined(CONFIG_METAG)
168 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
169 #elif defined(CONFIG_IA64)
170 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
171 #elif !defined(CONFIG_MMU)
172 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
173 #endif
174
175 #if defined(CONFIG_X86)
176 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
177 # define VM_MPX         VM_ARCH_2
178 #endif
179
180 #ifndef VM_GROWSUP
181 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
182 #endif
183
184 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
185 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
186
187 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
188 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
189 #endif
190
191 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
192 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
193 #else
194 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
195 #endif
196
197 /*
198  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
199  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
200  */
201 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
202
203 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
204 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
205
206 /* This mask is used to clear all the VMA flags used by mlock */
207 #define VM_LOCKED_CLEAR_MASK    (~(VM_LOCKED | VM_LOCKONFAULT))
208
209 /*
210  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
211  * low four bits) to a page protection mask..
212  */
213 extern pgprot_t protection_map[16];
214
215 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
216 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
217 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
218 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
219 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
220 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
221 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
222
223 /*
224  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
225  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
226  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
227  *
228  * MM layer fills up gfp_mask for page allocations but fault handler might
229  * alter it if its implementation requires a different allocation context.
230  *
231  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
232  */
233 struct vm_fault {
234         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
235         gfp_t gfp_mask;                 /* gfp mask to be used for allocations */
236         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
237         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
238
239         struct page *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
240         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
241                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
242                                          * is set (which is also implied by
243                                          * VM_FAULT_ERROR).
244                                          */
245         /* for ->map_pages() only */
246         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
247                                          * max_pgoff inclusive */
248         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
249 };
250
251 /*
252  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
253  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
254  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
255  */
256 struct vm_operations_struct {
257         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
258         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
259         int (*mremap)(struct vm_area_struct * area);
260         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
261         int (*pmd_fault)(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
262                                                 pmd_t *, unsigned int flags);
263         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
264
265         /* notification that a previously read-only page is about to become
266          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
267         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
268
269         /* same as page_mkwrite when using VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP */
270         int (*pfn_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
271
272         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
273          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
274          */
275         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
276                       void *buf, int len, int write);
277
278         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
279          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
280          * vma to be dumped unconditionally. */
281         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
282
283 #ifdef CONFIG_NUMA
284         /*
285          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
286          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
287          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
288          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
289          * mempolicy.
290          */
291         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
292
293         /*
294          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
295          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
296          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
297          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
298          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
299          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
300          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
301          * policy.
302          */
303         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
304                                         unsigned long addr);
305 #endif
306         /*
307          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
308          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
309          * (using pte_page()) would not find the correct page.
310          */
311         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
312                                           unsigned long addr);
313 };
314
315 struct mmu_gather;
316 struct inode;
317
318 #define page_private(page)              ((page)->private)
319 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
320
321 /*
322  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
323  * files which need it (119 of them)
324  */
325 #include <linux/page-flags.h>
326 #include <linux/huge_mm.h>
327
328 /*
329  * Methods to modify the page usage count.
330  *
331  * What counts for a page usage:
332  * - cache mapping   (page->mapping)
333  * - private data    (page->private)
334  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
335  *   is counted separately
336  *
337  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
338  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
339  */
340
341 /*
342  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
343  */
344 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
345 {
346         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
347         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
348 }
349
350 /*
351  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
352  * that is the case.
353  * This can be called when MMU is off so it must not access
354  * any of the virtual mappings.
355  */
356 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
357 {
358         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
359 }
360
361 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
362
363 enum {
364         REGION_INTERSECTS,
365         REGION_DISJOINT,
366         REGION_MIXED,
367 };
368
369 int region_intersects(resource_size_t offset, size_t size, const char *type);
370
371 /* Support for virtually mapped pages */
372 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
373 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
374
375 /*
376  * Determine if an address is within the vmalloc range
377  *
378  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
379  * is no special casing required.
380  */
381 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
382 {
383 #ifdef CONFIG_MMU
384         unsigned long addr = (unsigned long)x;
385
386         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
387 #else
388         return 0;
389 #endif
390 }
391 #ifdef CONFIG_MMU
392 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
393 #else
394 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
395 {
396         return 0;
397 }
398 #endif
399
400 extern void kvfree(const void *addr);
401
402 static inline void compound_lock(struct page *page)
403 {
404 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
405         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
406         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
407 #endif
408 }
409
410 static inline void compound_unlock(struct page *page)
411 {
412 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
413         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
414         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
415 #endif
416 }
417
418 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
419 {
420         unsigned long uninitialized_var(flags);
421 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
422         local_irq_save(flags);
423         compound_lock(page);
424 #endif
425         return flags;
426 }
427
428 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
429                                               unsigned long flags)
430 {
431 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
432         compound_unlock(page);
433         local_irq_restore(flags);
434 #endif
435 }
436
437 /*
438  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
439  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
440  * and atomic_add_negative(-1).
441  */
442 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
443 {
444         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
445 }
446
447 static inline int page_mapcount(struct page *page)
448 {
449         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
450         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
451 }
452
453 static inline int page_count(struct page *page)
454 {
455         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
456 }
457
458 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
459 {
460         return PageAnon(page) && !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
461 }
462
463 /*
464  * This takes a head page as parameter and tells if the
465  * tail page reference counting can be skipped.
466  *
467  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
468  * any given page where they return true here, until all tail pins
469  * have been released.
470  */
471 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
472 {
473         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
474         return __compound_tail_refcounted(page);
475 }
476
477 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
478 {
479         /*
480          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
481          */
482         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
483         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
484         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
485         if (compound_tail_refcounted(compound_head(page)))
486                 atomic_inc(&page->_mapcount);
487 }
488
489 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
490
491 static inline void get_page(struct page *page)
492 {
493         if (unlikely(PageTail(page)))
494                 if (likely(__get_page_tail(page)))
495                         return;
496         /*
497          * Getting a normal page or the head of a compound page
498          * requires to already have an elevated page->_count.
499          */
500         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
501         atomic_inc(&page->_count);
502 }
503
504 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
505 {
506         struct page *page = virt_to_page(x);
507
508         return compound_head(page);
509 }
510
511 /*
512  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
513  * the first time (boot or memory hotplug)
514  */
515 static inline void init_page_count(struct page *page)
516 {
517         atomic_set(&page->_count, 1);
518 }
519
520 void put_page(struct page *page);
521 void put_pages_list(struct list_head *pages);
522
523 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
524 int split_free_page(struct page *page);
525
526 /*
527  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
528  * prototype for that function and accessor functions.
529  * These are _only_ valid on the head of a compound page.
530  */
531 typedef void compound_page_dtor(struct page *);
532
533 /* Keep the enum in sync with compound_page_dtors array in mm/page_alloc.c */
534 enum compound_dtor_id {
535         NULL_COMPOUND_DTOR,
536         COMPOUND_PAGE_DTOR,
537 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
538         HUGETLB_PAGE_DTOR,
539 #endif
540         NR_COMPOUND_DTORS,
541 };
542 extern compound_page_dtor * const compound_page_dtors[];
543
544 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
545                 enum compound_dtor_id compound_dtor)
546 {
547         VM_BUG_ON_PAGE(compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
548         page[1].compound_dtor = compound_dtor;
549 }
550
551 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
552 {
553         VM_BUG_ON_PAGE(page[1].compound_dtor >= NR_COMPOUND_DTORS, page);
554         return compound_page_dtors[page[1].compound_dtor];
555 }
556
557 static inline unsigned int compound_order(struct page *page)
558 {
559         if (!PageHead(page))
560                 return 0;
561         return page[1].compound_order;
562 }
563
564 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned int order)
565 {
566         page[1].compound_order = order;
567 }
568
569 #ifdef CONFIG_MMU
570 /*
571  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
572  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
573  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
574  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
575  */
576 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
577 {
578         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
579                 pte = pte_mkwrite(pte);
580         return pte;
581 }
582
583 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
584                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
585 #endif
586
587 /*
588  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
589  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
590  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
591  * only one copy in memory, at most, normally.
592  *
593  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
594  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
595  *   freelist management in the buddy allocator.
596  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
597  *
598  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
599  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
600  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
601  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
602  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
603  *
604  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
605  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
606  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
607  * and page->virtual store page management information, but all other fields
608  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
609  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
610  * subsequently been given references to it.
611  *
612  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
613  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
614  * The following discussion applies only to them.
615  *
616  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
617  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
618  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
619  * into the filesystem to release these pages.
620  *
621  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
622  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
623  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
624  *
625  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
626  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
627  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
628  *
629  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
630  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
631  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
632  *
633  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
634  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
635  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
636  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
637  *
638  * All pagecache pages may be subject to I/O:
639  * - inode pages may need to be read from disk,
640  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
641  *   to be written back to the inode on disk,
642  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
643  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
644  *   back into memory.
645  */
646
647 /*
648  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
649  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
650  */
651
652 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
653 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
654 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
655 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
656 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
657
658 /*
659  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
660  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
661  * the compiler will optimise away reference to them.
662  */
663 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
664 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
665 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
666 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
667
668 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
669 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
670 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
671 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
672                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
673 #else
674 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
675 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
676                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
677 #endif
678
679 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
680
681 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
682 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
683 #endif
684
685 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
686 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
687 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
688 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
689 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
690
691 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
692 {
693         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
694 }
695
696 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
697 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
698 #endif
699
700 /*
701  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
702  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
703  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
704  * node id available in page flags.
705  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
706  * pages in a zone.
707  */
708 static inline int page_zone_id(struct page *page)
709 {
710         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
711 }
712
713 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
714 {
715 #ifdef CONFIG_NUMA
716         return zone->node;
717 #else
718         return 0;
719 #endif
720 }
721
722 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
723 extern int page_to_nid(const struct page *page);
724 #else
725 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
726 {
727         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
728 }
729 #endif
730
731 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
732 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
733 {
734         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
735 }
736
737 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
738 {
739         return cpupid & LAST__PID_MASK;
740 }
741
742 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
743 {
744         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
745 }
746
747 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
748 {
749         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
750 }
751
752 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
753 {
754         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
755 }
756
757 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
758 {
759         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
760 }
761
762 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
763 {
764         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
765 }
766
767 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
768 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
769 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
770 {
771         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
772 }
773
774 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
775 {
776         return page->_last_cpupid;
777 }
778 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
779 {
780         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
781 }
782 #else
783 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
784 {
785         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
786 }
787
788 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
789
790 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
791 {
792         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
793
794         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
795         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
796 }
797 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
798 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
799 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
800 {
801         return page_to_nid(page); /* XXX */
802 }
803
804 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
805 {
806         return page_to_nid(page); /* XXX */
807 }
808
809 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
810 {
811         return -1;
812 }
813
814 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
815 {
816         return -1;
817 }
818
819 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
820 {
821         return -1;
822 }
823
824 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
825 {
826         return -1;
827 }
828
829 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
830 {
831         return 1;
832 }
833
834 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
835 {
836 }
837
838 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
839 {
840         return false;
841 }
842 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
843
844 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
845 {
846         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
847 }
848
849 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
850 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
851 {
852         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
853         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
854 }
855
856 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
857 {
858         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
859 }
860 #endif
861
862 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
863 {
864         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
865         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
866 }
867
868 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
869 {
870         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
871         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
872 }
873
874 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
875         unsigned long node, unsigned long pfn)
876 {
877         set_page_zone(page, zone);
878         set_page_node(page, node);
879 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
880         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
881 #endif
882 }
883
884 #ifdef CONFIG_MEMCG
885 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
886 {
887         return page->mem_cgroup;
888 }
889
890 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
891 {
892         page->mem_cgroup = memcg;
893 }
894 #else
895 static inline struct mem_cgroup *page_memcg(struct page *page)
896 {
897         return NULL;
898 }
899
900 static inline void set_page_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
901 {
902 }
903 #endif
904
905 /*
906  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
907  */
908 #include <linux/vmstat.h>
909
910 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
911 {
912         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
913 }
914
915 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
916 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
917 #endif
918
919 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
920 static inline void *page_address(const struct page *page)
921 {
922         return page->virtual;
923 }
924 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
925 {
926         page->virtual = address;
927 }
928 #define page_address_init()  do { } while(0)
929 #endif
930
931 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
932 void *page_address(const struct page *page);
933 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
934 void page_address_init(void);
935 #endif
936
937 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
938 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
939 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
940 #define page_address_init()  do { } while(0)
941 #endif
942
943 extern void *page_rmapping(struct page *page);
944 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
945 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
946
947 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
948
949 static inline
950 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
951 {
952         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
953                 return __page_file_mapping(page);
954
955         return page->mapping;
956 }
957
958 /*
959  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
960  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
961  */
962 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
963 {
964         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
965                 return page_private(page);
966         return page->index;
967 }
968
969 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
970
971 /*
972  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
973  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
974  */
975 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
976 {
977         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
978                 return __page_file_index(page);
979
980         return page->index;
981 }
982
983 /*
984  * Return true if this page is mapped into pagetables.
985  */
986 static inline int page_mapped(struct page *page)
987 {
988         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
989 }
990
991 /*
992  * Return true only if the page has been allocated with
993  * ALLOC_NO_WATERMARKS and the low watermark was not
994  * met implying that the system is under some pressure.
995  */
996 static inline bool page_is_pfmemalloc(struct page *page)
997 {
998         /*
999          * Page index cannot be this large so this must be
1000          * a pfmemalloc page.
1001          */
1002         return page->index == -1UL;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Only to be called by the page allocator on a freshly allocated
1007  * page.
1008  */
1009 static inline void set_page_pfmemalloc(struct page *page)
1010 {
1011         page->index = -1UL;
1012 }
1013
1014 static inline void clear_page_pfmemalloc(struct page *page)
1015 {
1016         page->index = 0;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1021  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1022  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1023  */
1024
1025 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1026
1027 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1028 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1029 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1030 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1031 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1032 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1033 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1034
1035 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1036 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1037 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1038 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1039
1040 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1041
1042 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1043                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1044                          VM_FAULT_FALLBACK)
1045
1046 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1047 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1048 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1049
1050 /*
1051  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1052  */
1053 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1054
1055 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1056
1057 /*
1058  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1059  * various contexts.
1060  */
1061 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1062
1063 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1064 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1065
1066 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1067 #ifdef CONFIG_SHMEM
1068 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1069 #else
1070 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1071 {
1072         return false;
1073 }
1074 #endif
1075
1076 extern int can_do_mlock(void);
1077 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1078 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1079
1080 /*
1081  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1082  */
1083 struct zap_details {
1084         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1085         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1086         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1087 };
1088
1089 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1090                 pte_t pte);
1091 struct page *vm_normal_page_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1092                                 pmd_t pmd);
1093
1094 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1095                 unsigned long size);
1096 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1097                 unsigned long size, struct zap_details *);
1098 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1099                 unsigned long start, unsigned long end);
1100
1101 /**
1102  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1103  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1104  *             this handler is required to be able to handle
1105  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1106  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1107  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1108  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1109  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1110  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1111  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1112  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1113  *             and a negative one means "abort current page table walk
1114  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1115  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1116  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1117  * @private:   private data for callbacks' usage
1118  *
1119  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1120  */
1121 struct mm_walk {
1122         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1123                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1124         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1125                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1126         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1127                         struct mm_walk *walk);
1128         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1129                              unsigned long addr, unsigned long next,
1130                              struct mm_walk *walk);
1131         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1132                         struct mm_walk *walk);
1133         struct mm_struct *mm;
1134         struct vm_area_struct *vma;
1135         void *private;
1136 };
1137
1138 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1139                 struct mm_walk *walk);
1140 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1141 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1142                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1143 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1144                         struct vm_area_struct *vma);
1145 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1146                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1147 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1148         unsigned long *pfn);
1149 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1150                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1151 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1152                         void *buf, int len, int write);
1153
1154 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1155                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1156 {
1157         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1158 }
1159
1160 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1161 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1162 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1163 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1164 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1165 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1166 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1167
1168 #ifdef CONFIG_MMU
1169 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1170                         unsigned long address, unsigned int flags);
1171 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1172                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1173 #else
1174 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1175                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1176                         unsigned int flags)
1177 {
1178         /* should never happen if there's no MMU */
1179         BUG();
1180         return VM_FAULT_SIGBUS;
1181 }
1182 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1183                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1184                 unsigned int fault_flags)
1185 {
1186         /* should never happen if there's no MMU */
1187         BUG();
1188         return -EFAULT;
1189 }
1190 #endif
1191
1192 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1193 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1194                 void *buf, int len, int write);
1195
1196 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1197                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1198                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1199                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1200 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1201                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1202                     int write, int force, struct page **pages,
1203                     struct vm_area_struct **vmas);
1204 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1205                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1206                     int write, int force, struct page **pages,
1207                     int *locked);
1208 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1209                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1210                                int write, int force, struct page **pages,
1211                                unsigned int gup_flags);
1212 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1213                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1214                     int write, int force, struct page **pages);
1215 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1216                         struct page **pages);
1217
1218 /* Container for pinned pfns / pages */
1219 struct frame_vector {
1220         unsigned int nr_allocated;      /* Number of frames we have space for */
1221         unsigned int nr_frames; /* Number of frames stored in ptrs array */
1222         bool got_ref;           /* Did we pin pages by getting page ref? */
1223         bool is_pfns;           /* Does array contain pages or pfns? */
1224         void *ptrs[0];          /* Array of pinned pfns / pages. Use
1225                                  * pfns_vector_pages() or pfns_vector_pfns()
1226                                  * for access */
1227 };
1228
1229 struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames);
1230 void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec);
1231 int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_pfns,
1232                      bool write, bool force, struct frame_vector *vec);
1233 void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec);
1234 int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec);
1235 void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec);
1236
1237 static inline unsigned int frame_vector_count(struct frame_vector *vec)
1238 {
1239         return vec->nr_frames;
1240 }
1241
1242 static inline struct page **frame_vector_pages(struct frame_vector *vec)
1243 {
1244         if (vec->is_pfns) {
1245                 int err = frame_vector_to_pages(vec);
1246
1247                 if (err)
1248                         return ERR_PTR(err);
1249         }
1250         return (struct page **)(vec->ptrs);
1251 }
1252
1253 static inline unsigned long *frame_vector_pfns(struct frame_vector *vec)
1254 {
1255         if (!vec->is_pfns)
1256                 frame_vector_to_pfns(vec);
1257         return (unsigned long *)(vec->ptrs);
1258 }
1259
1260 struct kvec;
1261 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1262                         struct page **pages);
1263 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1264 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1265
1266 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1267 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1268                               unsigned int length);
1269
1270 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1271 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1272 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1273                                 struct page *page);
1274 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping,
1275                           struct mem_cgroup *memcg);
1276 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping,
1277                           struct mem_cgroup *memcg, struct bdi_writeback *wb);
1278 int set_page_dirty(struct page *page);
1279 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1280 void cancel_dirty_page(struct page *page);
1281 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1282
1283 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1284
1285 static inline bool vma_is_anonymous(struct vm_area_struct *vma)
1286 {
1287         return !vma->vm_ops;
1288 }
1289
1290 int vma_is_stack_for_task(struct vm_area_struct *vma, struct task_struct *t);
1291
1292 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1293                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1294                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1295                 bool need_rmap_locks);
1296 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1297                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1298                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1299 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1300                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1301                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1302
1303 /*
1304  * doesn't attempt to fault and will return short.
1305  */
1306 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1307                           struct page **pages);
1308 /*
1309  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1310  */
1311 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1312 {
1313         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1314
1315 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1316         /*
1317          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1318          * But it's never be expected number for users.
1319          */
1320         if (val < 0)
1321                 val = 0;
1322 #endif
1323         return (unsigned long)val;
1324 }
1325
1326 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1327 {
1328         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1329 }
1330
1331 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1332 {
1333         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1334 }
1335
1336 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1337 {
1338         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1339 }
1340
1341 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1342 {
1343         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1344                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1345 }
1346
1347 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1348 {
1349         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1350 }
1351
1352 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1353 {
1354         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1355 }
1356
1357 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1358 {
1359         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1360
1361         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1362                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1363 }
1364
1365 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1366 {
1367         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1368                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1369 }
1370
1371 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1372 {
1373         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1374 }
1375
1376 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1377                                          struct mm_struct *mm)
1378 {
1379         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1380
1381         if (*maxrss < hiwater_rss)
1382                 *maxrss = hiwater_rss;
1383 }
1384
1385 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1386 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1387 #else
1388 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1389 {
1390 }
1391 #endif
1392
1393 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1394
1395 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1396                                spinlock_t **ptl);
1397 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1398                                     spinlock_t **ptl)
1399 {
1400         pte_t *ptep;
1401         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1402         return ptep;
1403 }
1404
1405 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1406 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1407                                                 unsigned long address)
1408 {
1409         return 0;
1410 }
1411 #else
1412 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1413 #endif
1414
1415 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1416 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1417                                                 unsigned long address)
1418 {
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1423
1424 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1425 {
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1430 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1431
1432 #else
1433 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1434
1435 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1436 {
1437         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1438 }
1439
1440 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1441 {
1442         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1443 }
1444
1445 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1446 {
1447         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1448 }
1449
1450 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1451 {
1452         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1453 }
1454 #endif
1455
1456 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1457                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1458 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1459
1460 /*
1461  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1462  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1463  */
1464 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1465 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1466 {
1467         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1468                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1469 }
1470
1471 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1472 {
1473         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1474                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1475 }
1476 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1477
1478 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1479 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1480 void __init ptlock_cache_init(void);
1481 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1482 extern void ptlock_free(struct page *page);
1483
1484 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1485 {
1486         return page->ptl;
1487 }
1488 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1489 static inline void ptlock_cache_init(void)
1490 {
1491 }
1492
1493 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1494 {
1495         return true;
1496 }
1497
1498 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1499 {
1500 }
1501
1502 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1503 {
1504         return &page->ptl;
1505 }
1506 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1507
1508 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1509 {
1510         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1511 }
1512
1513 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1514 {
1515         /*
1516          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1517          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1518          *
1519          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1520          * slab code uses page->slab_cache, which share storage with page->ptl.
1521          */
1522         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1523         if (!ptlock_alloc(page))
1524                 return false;
1525         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1526         return true;
1527 }
1528
1529 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1530 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1531 {
1532         page->mapping = NULL;
1533         ptlock_free(page);
1534 }
1535
1536 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1537 /*
1538  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1539  */
1540 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1541 {
1542         return &mm->page_table_lock;
1543 }
1544 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1545 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1546 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1547 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1548
1549 static inline void pgtable_init(void)
1550 {
1551         ptlock_cache_init();
1552         pgtable_cache_init();
1553 }
1554
1555 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1556 {
1557         if (!ptlock_init(page))
1558                 return false;
1559         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1560         return true;
1561 }
1562
1563 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1564 {
1565         pte_lock_deinit(page);
1566         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1567 }
1568
1569 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1570 ({                                                      \
1571         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1572         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1573         *(ptlp) = __ptl;                                \
1574         spin_lock(__ptl);                               \
1575         __pte;                                          \
1576 })
1577
1578 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1579         spin_unlock(ptl);                               \
1580         pte_unmap(pte);                                 \
1581 } while (0)
1582
1583 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1584         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1585                                                         pmd, address))? \
1586          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1587
1588 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1589         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1590                                                         pmd, address))? \
1591                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1592
1593 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1594         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1595                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1596
1597 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1598
1599 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1600 {
1601         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1602         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1603 }
1604
1605 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1606 {
1607         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1608 }
1609
1610 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1611 {
1612 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1613         page->pmd_huge_pte = NULL;
1614 #endif
1615         return ptlock_init(page);
1616 }
1617
1618 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1619 {
1620 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1621         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1622 #endif
1623         ptlock_free(page);
1624 }
1625
1626 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1627
1628 #else
1629
1630 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1631 {
1632         return &mm->page_table_lock;
1633 }
1634
1635 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1636 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1637
1638 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1639
1640 #endif
1641
1642 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1643 {
1644         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1645         spin_lock(ptl);
1646         return ptl;
1647 }
1648
1649 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1650 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1651                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1652 extern void free_initmem(void);
1653
1654 /*
1655  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1656  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1657  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1658  * Return pages freed into the buddy system.
1659  */
1660 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1661                                         int poison, char *s);
1662
1663 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1664 /*
1665  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1666  * and totalram_pages.
1667  */
1668 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1669 #endif
1670
1671 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1672 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1673
1674 extern void reserve_bootmem_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
1675
1676 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1677 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1678 {
1679         ClearPageReserved(page);
1680         init_page_count(page);
1681         __free_page(page);
1682 }
1683
1684 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1685 {
1686         __free_reserved_page(page);
1687         adjust_managed_page_count(page, 1);
1688 }
1689
1690 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1691 {
1692         SetPageReserved(page);
1693         adjust_managed_page_count(page, -1);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1698  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1699  * range [0, UCHAR_MAX].
1700  * Return pages freed into the buddy system.
1701  */
1702 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1703 {
1704         extern char __init_begin[], __init_end[];
1705
1706         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1707                                   poison, "unused kernel");
1708 }
1709
1710 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1711 {
1712         int nid;
1713         unsigned long phys_pages = 0;
1714
1715         for_each_online_node(nid)
1716                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1717
1718         return phys_pages;
1719 }
1720
1721 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1722 /*
1723  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1724  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1725  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1726  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1727  * free_area_init_node()
1728  *
1729  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1730  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1731  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1732  * usage, an architecture is expected to do something like
1733  *
1734  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1735  *                                                       max_highmem_pfn};
1736  * for_each_valid_physical_page_range()
1737  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1738  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1739  *
1740  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1741  * registered physical page range.  Similarly
1742  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1743  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1744  *
1745  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1746  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1747  */
1748 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1749 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1750 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1751                                                 unsigned long end_pfn);
1752 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1753                                                 unsigned long end_pfn);
1754 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1755                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1756 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1757 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1758                                                 unsigned long max_low_pfn);
1759 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1760
1761 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1762
1763 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1764     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1765 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1766                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
1767 {
1768         return 0;
1769 }
1770 #else
1771 /* please see mm/page_alloc.c */
1772 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1773 /* there is a per-arch backend function. */
1774 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
1775                                         struct mminit_pfnnid_cache *state);
1776 #endif
1777
1778 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1779 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1780                                 unsigned long, enum memmap_context);
1781 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1782 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1783 extern void mem_init(void);
1784 extern void __init mmap_init(void);
1785 extern void show_mem(unsigned int flags);
1786 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1787 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1788
1789 extern __printf(3, 4)
1790 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
1791                 const char *fmt, ...);
1792
1793 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1794
1795 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1796 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1797
1798 /* page_alloc.c */
1799 extern int min_free_kbytes;
1800
1801 /* nommu.c */
1802 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1803 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1804
1805 /* interval_tree.c */
1806 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1807                               struct rb_root *root);
1808 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1809                                     struct vm_area_struct *prev,
1810                                     struct rb_root *root);
1811 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1812                               struct rb_root *root);
1813 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1814                                 unsigned long start, unsigned long last);
1815 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1816                                 unsigned long start, unsigned long last);
1817
1818 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1819         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1820              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1821
1822 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1823                                    struct rb_root *root);
1824 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1825                                    struct rb_root *root);
1826 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1827         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1828 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1829         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1830 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1831 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1832 #endif
1833
1834 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1835         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1836              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1837
1838 /* mmap.c */
1839 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1840 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1841         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1842 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1843         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1844         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1845         struct mempolicy *, struct vm_userfaultfd_ctx);
1846 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1847 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1848         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1849 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1850 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1851         struct rb_node **, struct rb_node *);
1852 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1853 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1854         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1855         bool *need_rmap_locks);
1856 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1857
1858 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1859                                     unsigned long new,
1860                                     unsigned long start,
1861                                     unsigned long end_data,
1862                                     unsigned long start_data)
1863 {
1864         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1865                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1866                         return -ENOSPC;
1867         }
1868
1869         return 0;
1870 }
1871
1872 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1873 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1874
1875 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1876 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1877 extern struct file *get_task_exe_file(struct task_struct *task);
1878
1879 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1880 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1881                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1882                                    unsigned long flags,
1883                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1884 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1885 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1886                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1887                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1888
1889 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1890
1891 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1892         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1893 extern unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
1894         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1895         vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1896 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1897
1898 static inline unsigned long
1899 do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1900         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1901         unsigned long pgoff, unsigned long *populate)
1902 {
1903         return do_mmap(file, addr, len, prot, flags, 0, pgoff, populate);
1904 }
1905
1906 #ifdef CONFIG_MMU
1907 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1908                          int ignore_errors);
1909 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1910 {
1911         /* Ignore errors */
1912         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1913 }
1914 #else
1915 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1916 #endif
1917
1918 /* These take the mm semaphore themselves */
1919 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1920 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1921 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1922         unsigned long, unsigned long,
1923         unsigned long, unsigned long);
1924
1925 struct vm_unmapped_area_info {
1926 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1927         unsigned long flags;
1928         unsigned long length;
1929         unsigned long low_limit;
1930         unsigned long high_limit;
1931         unsigned long align_mask;
1932         unsigned long align_offset;
1933 };
1934
1935 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1936 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1937
1938 /*
1939  * Search for an unmapped address range.
1940  *
1941  * We are looking for a range that:
1942  * - does not intersect with any VMA;
1943  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1944  * - is at least the desired size.
1945  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1946  */
1947 static inline unsigned long
1948 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1949 {
1950         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1951                 return unmapped_area_topdown(info);
1952         else
1953                 return unmapped_area(info);
1954 }
1955
1956 /* truncate.c */
1957 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1958 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1959                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1960 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1961
1962 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1963 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1964 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1965 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1966
1967 /* mm/page-writeback.c */
1968 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1969 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1970
1971 /* readahead.c */
1972 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1973 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1974
1975 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1976                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1977
1978 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1979                                struct file_ra_state *ra,
1980                                struct file *filp,
1981                                pgoff_t offset,
1982                                unsigned long size);
1983
1984 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1985                                 struct file_ra_state *ra,
1986                                 struct file *filp,
1987                                 struct page *pg,
1988                                 pgoff_t offset,
1989                                 unsigned long size);
1990
1991 extern unsigned long stack_guard_gap;
1992 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1993 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1994
1995 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1996 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1997                 unsigned long address);
1998 #if VM_GROWSUP
1999 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
2000 #else
2001   #define expand_upwards(vma, address) (0)
2002 #endif
2003
2004 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
2005 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
2006 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
2007                                              struct vm_area_struct **pprev);
2008
2009 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
2010    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
2011 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
2012 {
2013         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
2014
2015         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
2016                 vma = NULL;
2017         return vma;
2018 }
2019
2020 static inline unsigned long vm_start_gap(struct vm_area_struct *vma)
2021 {
2022         unsigned long vm_start = vma->vm_start;
2023
2024         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) {
2025                 vm_start -= stack_guard_gap;
2026                 if (vm_start > vma->vm_start)
2027                         vm_start = 0;
2028         }
2029         return vm_start;
2030 }
2031
2032 static inline unsigned long vm_end_gap(struct vm_area_struct *vma)
2033 {
2034         unsigned long vm_end = vma->vm_end;
2035
2036         if (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) {
2037                 vm_end += stack_guard_gap;
2038                 if (vm_end < vma->vm_end)
2039                         vm_end = -PAGE_SIZE;
2040         }
2041         return vm_end;
2042 }
2043
2044 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
2045 {
2046         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2047 }
2048
2049 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
2050 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
2051                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
2052 {
2053         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
2054
2055         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
2056                 vma = NULL;
2057
2058         return vma;
2059 }
2060
2061 static inline bool range_in_vma(struct vm_area_struct *vma,
2062                                 unsigned long start, unsigned long end)
2063 {
2064         return (vma && vma->vm_start <= start && end <= vma->vm_end);
2065 }
2066
2067 #ifdef CONFIG_MMU
2068 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
2069 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
2070 #else
2071 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
2072 {
2073         return __pgprot(0);
2074 }
2075 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
2076 {
2077         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
2078 }
2079 #endif
2080
2081 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2082 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
2083                         unsigned long start, unsigned long end);
2084 #endif
2085
2086 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2087 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2088                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2089 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2090 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2091                         unsigned long pfn);
2092 int vm_insert_pfn_prot(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2093                         unsigned long pfn, pgprot_t pgprot);
2094 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2095                         unsigned long pfn);
2096 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2097
2098
2099 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2100                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2101                               unsigned int *page_mask);
2102
2103 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2104                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2105 {
2106         unsigned int unused_page_mask;
2107         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2108 }
2109
2110 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2111 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2112 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2113 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2114 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2115 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2116                                  * and return without waiting upon it */
2117 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2118 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2119 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2120 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2121 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2122 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2123 #define FOLL_MLOCK      0x1000  /* lock present pages */
2124 #define FOLL_COW        0x4000  /* internal GUP flag */
2125
2126 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2127                         void *data);
2128 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2129                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2130
2131 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2132 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2133 #else
2134 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2135                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2136 {
2137         mm->total_vm += pages;
2138 }
2139 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2140
2141 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2142 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2143 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2144
2145 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2146 {
2147         return _debug_pagealloc_enabled;
2148 }
2149
2150 static inline void
2151 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2152 {
2153         if (!debug_pagealloc_enabled())
2154                 return;
2155
2156         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2157 }
2158 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2159 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2160 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2161 #else
2162 static inline void
2163 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2164 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2165 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2166 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2167 #endif
2168
2169 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2170 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2171 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2172 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2173 #else
2174 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2175 {
2176         return NULL;
2177 }
2178 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2179 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2180 {
2181         return 0;
2182 }
2183 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2184
2185 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2186 extern int sysctl_drop_caches;
2187 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2188                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2189 #endif
2190
2191 void drop_slab(void);
2192 void drop_slab_node(int nid);
2193
2194 #ifndef CONFIG_MMU
2195 #define randomize_va_space 0
2196 #else
2197 extern int randomize_va_space;
2198 #endif
2199
2200 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2201 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2202
2203 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2204                                    unsigned long pnum_begin,
2205                                    unsigned long pnum_end,
2206                                    unsigned long map_count,
2207                                    int nodeid);
2208
2209 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2210 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2211 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2212 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2213 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2214 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2215 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2216 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2217 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2218                                int node);
2219 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2220 void vmemmap_populate_print_last(void);
2221 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2222 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2223 #endif
2224 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2225                                   unsigned long size);
2226
2227 enum mf_flags {
2228         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2229         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2230         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2231         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2232 };
2233 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2234 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2235 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2236 extern int get_hwpoison_page(struct page *page);
2237 extern void put_hwpoison_page(struct page *page);
2238 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2239 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2240 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2241 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2242 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2243
2244
2245 /*
2246  * Error handlers for various types of pages.
2247  */
2248 enum mf_result {
2249         MF_IGNORED,     /* Error: cannot be handled */
2250         MF_FAILED,      /* Error: handling failed */
2251         MF_DELAYED,     /* Will be handled later */
2252         MF_RECOVERED,   /* Successfully recovered */
2253 };
2254
2255 enum mf_action_page_type {
2256         MF_MSG_KERNEL,
2257         MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
2258         MF_MSG_SLAB,
2259         MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
2260         MF_MSG_POISONED_HUGE,
2261         MF_MSG_HUGE,
2262         MF_MSG_FREE_HUGE,
2263         MF_MSG_UNMAP_FAILED,
2264         MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
2265         MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
2266         MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
2267         MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
2268         MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
2269         MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
2270         MF_MSG_DIRTY_LRU,
2271         MF_MSG_CLEAN_LRU,
2272         MF_MSG_TRUNCATED_LRU,
2273         MF_MSG_BUDDY,
2274         MF_MSG_BUDDY_2ND,
2275         MF_MSG_UNKNOWN,
2276 };
2277
2278 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2279 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2280                             unsigned long addr,
2281                             unsigned int pages_per_huge_page);
2282 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2283                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2284                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2285 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2286
2287 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2288 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2289
2290 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2291 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2292 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2293
2294 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2295 {
2296         return _debug_guardpage_minorder;
2297 }
2298
2299 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2300 {
2301         return _debug_guardpage_enabled;
2302 }
2303
2304 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2305 {
2306         struct page_ext *page_ext;
2307
2308         if (!debug_guardpage_enabled())
2309                 return false;
2310
2311         page_ext = lookup_page_ext(page);
2312         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2313 }
2314 #else
2315 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2316 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2317 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2318 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2319
2320 #if MAX_NUMNODES > 1
2321 void __init setup_nr_node_ids(void);
2322 #else
2323 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2324 #endif
2325
2326 #endif /* __KERNEL__ */
2327 #endif /* _LINUX_MM_H */