mm: uninline and cleanup page-mapping related helpers
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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
24 struct mempolicy;
25 struct anon_vma;
26 struct anon_vma_chain;
27 struct file_ra_state;
28 struct user_struct;
29 struct writeback_control;
30
31 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES      /* Don't use mapnrs, do it properly */
32 extern unsigned long max_mapnr;
33
34 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit)
35 {
36         max_mapnr = limit;
37 }
38 #else
39 static inline void set_max_mapnr(unsigned long limit) { }
40 #endif
41
42 extern unsigned long totalram_pages;
43 extern void * high_memory;
44 extern int page_cluster;
45
46 #ifdef CONFIG_SYSCTL
47 extern int sysctl_legacy_va_layout;
48 #else
49 #define sysctl_legacy_va_layout 0
50 #endif
51
52 #include <asm/page.h>
53 #include <asm/pgtable.h>
54 #include <asm/processor.h>
55
56 #ifndef __pa_symbol
57 #define __pa_symbol(x)  __pa(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
58 #endif
59
60 /*
61  * To prevent common memory management code establishing
62  * a zero page mapping on a read fault.
63  * This macro should be defined within <asm/pgtable.h>.
64  * s390 does this to prevent multiplexing of hardware bits
65  * related to the physical page in case of virtualization.
66  */
67 #ifndef mm_forbids_zeropage
68 #define mm_forbids_zeropage(X)  (0)
69 #endif
70
71 extern unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes;
72 extern unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes;
73
74 extern int sysctl_overcommit_memory;
75 extern int sysctl_overcommit_ratio;
76 extern unsigned long sysctl_overcommit_kbytes;
77
78 extern int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
79                                     size_t *, loff_t *);
80 extern int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *, int, void __user *,
81                                     size_t *, loff_t *);
82
83 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
84
85 /* to align the pointer to the (next) page boundary */
86 #define PAGE_ALIGN(addr) ALIGN(addr, PAGE_SIZE)
87
88 /* test whether an address (unsigned long or pointer) is aligned to PAGE_SIZE */
89 #define PAGE_ALIGNED(addr)      IS_ALIGNED((unsigned long)addr, PAGE_SIZE)
90
91 /*
92  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
93  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
94  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
95  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
96  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
97  * mmap() functions).
98  */
99
100 extern struct kmem_cache *vm_area_cachep;
101
102 #ifndef CONFIG_MMU
103 extern struct rb_root nommu_region_tree;
104 extern struct rw_semaphore nommu_region_sem;
105
106 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
107 #endif
108
109 /*
110  * vm_flags in vm_area_struct, see mm_types.h.
111  */
112 #define VM_NONE         0x00000000
113
114 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
115 #define VM_WRITE        0x00000002
116 #define VM_EXEC         0x00000004
117 #define VM_SHARED       0x00000008
118
119 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
120 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
121 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
122 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
123 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
124
125 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
126 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
127 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
128
129 #define VM_LOCKED       0x00002000
130 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
131
132                                         /* Used by sys_madvise() */
133 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
134 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
135
136 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
137 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
138 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
139 #define VM_NORESERVE    0x00200000      /* should the VM suppress accounting */
140 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
141 #define VM_ARCH_1       0x01000000      /* Architecture-specific flag */
142 #define VM_ARCH_2       0x02000000
143 #define VM_DONTDUMP     0x04000000      /* Do not include in the core dump */
144
145 #ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
146 # define VM_SOFTDIRTY   0x08000000      /* Not soft dirty clean area */
147 #else
148 # define VM_SOFTDIRTY   0
149 #endif
150
151 #define VM_MIXEDMAP     0x10000000      /* Can contain "struct page" and pure PFN pages */
152 #define VM_HUGEPAGE     0x20000000      /* MADV_HUGEPAGE marked this vma */
153 #define VM_NOHUGEPAGE   0x40000000      /* MADV_NOHUGEPAGE marked this vma */
154 #define VM_MERGEABLE    0x80000000      /* KSM may merge identical pages */
155
156 #if defined(CONFIG_X86)
157 # define VM_PAT         VM_ARCH_1       /* PAT reserves whole VMA at once (x86) */
158 #elif defined(CONFIG_PPC)
159 # define VM_SAO         VM_ARCH_1       /* Strong Access Ordering (powerpc) */
160 #elif defined(CONFIG_PARISC)
161 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
162 #elif defined(CONFIG_METAG)
163 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
164 #elif defined(CONFIG_IA64)
165 # define VM_GROWSUP     VM_ARCH_1
166 #elif !defined(CONFIG_MMU)
167 # define VM_MAPPED_COPY VM_ARCH_1       /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
168 #endif
169
170 #if defined(CONFIG_X86)
171 /* MPX specific bounds table or bounds directory */
172 # define VM_MPX         VM_ARCH_2
173 #endif
174
175 #ifndef VM_GROWSUP
176 # define VM_GROWSUP     VM_NONE
177 #endif
178
179 /* Bits set in the VMA until the stack is in its final location */
180 #define VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP       (VM_RAND_READ | VM_SEQ_READ)
181
182 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
183 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
184 #endif
185
186 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
187 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
188 #else
189 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
190 #endif
191
192 /*
193  * Special vmas that are non-mergable, non-mlock()able.
194  * Note: mm/huge_memory.c VM_NO_THP depends on this definition.
195  */
196 #define VM_SPECIAL (VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP)
197
198 /* This mask defines which mm->def_flags a process can inherit its parent */
199 #define VM_INIT_DEF_MASK        VM_NOHUGEPAGE
200
201 /*
202  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
203  * low four bits) to a page protection mask..
204  */
205 extern pgprot_t protection_map[16];
206
207 #define FAULT_FLAG_WRITE        0x01    /* Fault was a write access */
208 #define FAULT_FLAG_MKWRITE      0x02    /* Fault was mkwrite of existing pte */
209 #define FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY  0x04    /* Retry fault if blocking */
210 #define FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT 0x08    /* Don't drop mmap_sem and wait when retrying */
211 #define FAULT_FLAG_KILLABLE     0x10    /* The fault task is in SIGKILL killable region */
212 #define FAULT_FLAG_TRIED        0x20    /* Second try */
213 #define FAULT_FLAG_USER         0x40    /* The fault originated in userspace */
214
215 /*
216  * vm_fault is filled by the the pagefault handler and passed to the vma's
217  * ->fault function. The vma's ->fault is responsible for returning a bitmask
218  * of VM_FAULT_xxx flags that give details about how the fault was handled.
219  *
220  * pgoff should be used in favour of virtual_address, if possible.
221  */
222 struct vm_fault {
223         unsigned int flags;             /* FAULT_FLAG_xxx flags */
224         pgoff_t pgoff;                  /* Logical page offset based on vma */
225         void __user *virtual_address;   /* Faulting virtual address */
226
227         struct page *cow_page;          /* Handler may choose to COW */
228         struct page *page;              /* ->fault handlers should return a
229                                          * page here, unless VM_FAULT_NOPAGE
230                                          * is set (which is also implied by
231                                          * VM_FAULT_ERROR).
232                                          */
233         /* for ->map_pages() only */
234         pgoff_t max_pgoff;              /* map pages for offset from pgoff till
235                                          * max_pgoff inclusive */
236         pte_t *pte;                     /* pte entry associated with ->pgoff */
237 };
238
239 /*
240  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
241  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
242  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
243  */
244 struct vm_operations_struct {
245         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
246         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
247         int (*fault)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
248         void (*map_pages)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
249
250         /* notification that a previously read-only page is about to become
251          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
252         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
253
254         /* called by access_process_vm when get_user_pages() fails, typically
255          * for use by special VMAs that can switch between memory and hardware
256          */
257         int (*access)(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
258                       void *buf, int len, int write);
259
260         /* Called by the /proc/PID/maps code to ask the vma whether it
261          * has a special name.  Returning non-NULL will also cause this
262          * vma to be dumped unconditionally. */
263         const char *(*name)(struct vm_area_struct *vma);
264
265 #ifdef CONFIG_NUMA
266         /*
267          * set_policy() op must add a reference to any non-NULL @new mempolicy
268          * to hold the policy upon return.  Caller should pass NULL @new to
269          * remove a policy and fall back to surrounding context--i.e. do not
270          * install a MPOL_DEFAULT policy, nor the task or system default
271          * mempolicy.
272          */
273         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
274
275         /*
276          * get_policy() op must add reference [mpol_get()] to any policy at
277          * (vma,addr) marked as MPOL_SHARED.  The shared policy infrastructure
278          * in mm/mempolicy.c will do this automatically.
279          * get_policy() must NOT add a ref if the policy at (vma,addr) is not
280          * marked as MPOL_SHARED. vma policies are protected by the mmap_sem.
281          * If no [shared/vma] mempolicy exists at the addr, get_policy() op
282          * must return NULL--i.e., do not "fallback" to task or system default
283          * policy.
284          */
285         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
286                                         unsigned long addr);
287 #endif
288         /*
289          * Called by vm_normal_page() for special PTEs to find the
290          * page for @addr.  This is useful if the default behavior
291          * (using pte_page()) would not find the correct page.
292          */
293         struct page *(*find_special_page)(struct vm_area_struct *vma,
294                                           unsigned long addr);
295 };
296
297 struct mmu_gather;
298 struct inode;
299
300 #define page_private(page)              ((page)->private)
301 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
302
303 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
304 static inline void set_freepage_migratetype(struct page *page, int migratetype)
305 {
306         page->index = migratetype;
307 }
308
309 /* It's valid only if the page is free path or free_list */
310 static inline int get_freepage_migratetype(struct page *page)
311 {
312         return page->index;
313 }
314
315 /*
316  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
317  * files which need it (119 of them)
318  */
319 #include <linux/page-flags.h>
320 #include <linux/huge_mm.h>
321
322 /*
323  * Methods to modify the page usage count.
324  *
325  * What counts for a page usage:
326  * - cache mapping   (page->mapping)
327  * - private data    (page->private)
328  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
329  *   is counted separately
330  *
331  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
332  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
333  */
334
335 /*
336  * Drop a ref, return true if the refcount fell to zero (the page has no users)
337  */
338 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
339 {
340         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) == 0, page);
341         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
342 }
343
344 /*
345  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
346  * that is the case.
347  * This can be called when MMU is off so it must not access
348  * any of the virtual mappings.
349  */
350 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
351 {
352         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
353 }
354
355 /*
356  * Try to drop a ref unless the page has a refcount of one, return false if
357  * that is the case.
358  * This is to make sure that the refcount won't become zero after this drop.
359  * This can be called when MMU is off so it must not access
360  * any of the virtual mappings.
361  */
362 static inline int put_page_unless_one(struct page *page)
363 {
364         return atomic_add_unless(&page->_count, -1, 1);
365 }
366
367 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
368 extern int region_is_ram(resource_size_t phys_addr, unsigned long size);
369
370 /* Support for virtually mapped pages */
371 struct page *vmalloc_to_page(const void *addr);
372 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *addr);
373
374 /*
375  * Determine if an address is within the vmalloc range
376  *
377  * On nommu, vmalloc/vfree wrap through kmalloc/kfree directly, so there
378  * is no special casing required.
379  */
380 static inline int is_vmalloc_addr(const void *x)
381 {
382 #ifdef CONFIG_MMU
383         unsigned long addr = (unsigned long)x;
384
385         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
386 #else
387         return 0;
388 #endif
389 }
390 #ifdef CONFIG_MMU
391 extern int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x);
392 #else
393 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
394 {
395         return 0;
396 }
397 #endif
398
399 extern void kvfree(const void *addr);
400
401 static inline void compound_lock(struct page *page)
402 {
403 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
404         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
405         bit_spin_lock(PG_compound_lock, &page->flags);
406 #endif
407 }
408
409 static inline void compound_unlock(struct page *page)
410 {
411 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
412         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
413         bit_spin_unlock(PG_compound_lock, &page->flags);
414 #endif
415 }
416
417 static inline unsigned long compound_lock_irqsave(struct page *page)
418 {
419         unsigned long uninitialized_var(flags);
420 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
421         local_irq_save(flags);
422         compound_lock(page);
423 #endif
424         return flags;
425 }
426
427 static inline void compound_unlock_irqrestore(struct page *page,
428                                               unsigned long flags)
429 {
430 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
431         compound_unlock(page);
432         local_irq_restore(flags);
433 #endif
434 }
435
436 static inline struct page *compound_head_by_tail(struct page *tail)
437 {
438         struct page *head = tail->first_page;
439
440         /*
441          * page->first_page may be a dangling pointer to an old
442          * compound page, so recheck that it is still a tail
443          * page before returning.
444          */
445         smp_rmb();
446         if (likely(PageTail(tail)))
447                 return head;
448         return tail;
449 }
450
451 /*
452  * Since either compound page could be dismantled asynchronously in THP
453  * or we access asynchronously arbitrary positioned struct page, there
454  * would be tail flag race. To handle this race, we should call
455  * smp_rmb() before checking tail flag. compound_head_by_tail() did it.
456  */
457 static inline struct page *compound_head(struct page *page)
458 {
459         if (unlikely(PageTail(page)))
460                 return compound_head_by_tail(page);
461         return page;
462 }
463
464 /*
465  * If we access compound page synchronously such as access to
466  * allocated page, there is no need to handle tail flag race, so we can
467  * check tail flag directly without any synchronization primitive.
468  */
469 static inline struct page *compound_head_fast(struct page *page)
470 {
471         if (unlikely(PageTail(page)))
472                 return page->first_page;
473         return page;
474 }
475
476 /*
477  * The atomic page->_mapcount, starts from -1: so that transitions
478  * both from it and to it can be tracked, using atomic_inc_and_test
479  * and atomic_add_negative(-1).
480  */
481 static inline void page_mapcount_reset(struct page *page)
482 {
483         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
484 }
485
486 static inline int page_mapcount(struct page *page)
487 {
488         VM_BUG_ON_PAGE(PageSlab(page), page);
489         return atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
490 }
491
492 static inline int page_count(struct page *page)
493 {
494         return atomic_read(&compound_head(page)->_count);
495 }
496
497 static inline bool __compound_tail_refcounted(struct page *page)
498 {
499         return PageAnon(page) && !PageSlab(page) && !PageHeadHuge(page);
500 }
501
502 /*
503  * This takes a head page as parameter and tells if the
504  * tail page reference counting can be skipped.
505  *
506  * For this to be safe, PageSlab and PageHeadHuge must remain true on
507  * any given page where they return true here, until all tail pins
508  * have been released.
509  */
510 static inline bool compound_tail_refcounted(struct page *page)
511 {
512         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHead(page), page);
513         return __compound_tail_refcounted(page);
514 }
515
516 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
517 {
518         /*
519          * __split_huge_page_refcount() cannot run from under us.
520          */
521         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTail(page), page);
522         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapcount(page) < 0, page);
523         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) != 0, page);
524         if (compound_tail_refcounted(page->first_page))
525                 atomic_inc(&page->_mapcount);
526 }
527
528 extern bool __get_page_tail(struct page *page);
529
530 static inline void get_page(struct page *page)
531 {
532         if (unlikely(PageTail(page)))
533                 if (likely(__get_page_tail(page)))
534                         return;
535         /*
536          * Getting a normal page or the head of a compound page
537          * requires to already have an elevated page->_count.
538          */
539         VM_BUG_ON_PAGE(atomic_read(&page->_count) <= 0, page);
540         atomic_inc(&page->_count);
541 }
542
543 static inline struct page *virt_to_head_page(const void *x)
544 {
545         struct page *page = virt_to_page(x);
546
547         /*
548          * We don't need to worry about synchronization of tail flag
549          * when we call virt_to_head_page() since it is only called for
550          * already allocated page and this page won't be freed until
551          * this virt_to_head_page() is finished. So use _fast variant.
552          */
553         return compound_head_fast(page);
554 }
555
556 /*
557  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
558  * the first time (boot or memory hotplug)
559  */
560 static inline void init_page_count(struct page *page)
561 {
562         atomic_set(&page->_count, 1);
563 }
564
565 void put_page(struct page *page);
566 void put_pages_list(struct list_head *pages);
567
568 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
569 int split_free_page(struct page *page);
570
571 /*
572  * Compound pages have a destructor function.  Provide a
573  * prototype for that function and accessor functions.
574  * These are _only_ valid on the head of a PG_compound page.
575  */
576
577 static inline void set_compound_page_dtor(struct page *page,
578                                                 compound_page_dtor *dtor)
579 {
580         page[1].compound_dtor = dtor;
581 }
582
583 static inline compound_page_dtor *get_compound_page_dtor(struct page *page)
584 {
585         return page[1].compound_dtor;
586 }
587
588 static inline int compound_order(struct page *page)
589 {
590         if (!PageHead(page))
591                 return 0;
592         return page[1].compound_order;
593 }
594
595 static inline void set_compound_order(struct page *page, unsigned long order)
596 {
597         page[1].compound_order = order;
598 }
599
600 #ifdef CONFIG_MMU
601 /*
602  * Do pte_mkwrite, but only if the vma says VM_WRITE.  We do this when
603  * servicing faults for write access.  In the normal case, do always want
604  * pte_mkwrite.  But get_user_pages can cause write faults for mappings
605  * that do not have writing enabled, when used by access_process_vm.
606  */
607 static inline pte_t maybe_mkwrite(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma)
608 {
609         if (likely(vma->vm_flags & VM_WRITE))
610                 pte = pte_mkwrite(pte);
611         return pte;
612 }
613
614 void do_set_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
615                 struct page *page, pte_t *pte, bool write, bool anon);
616 #endif
617
618 /*
619  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
620  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
621  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
622  * only one copy in memory, at most, normally.
623  *
624  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
625  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
626  *   freelist management in the buddy allocator.
627  *   page_count() > 0  means the page has been allocated.
628  *
629  * Pages are allocated by the slab allocator in order to provide memory
630  * to kmalloc and kmem_cache_alloc. In this case, the management of the
631  * page, and the fields in 'struct page' are the responsibility of mm/slab.c
632  * unless a particular usage is carefully commented. (the responsibility of
633  * freeing the kmalloc memory is the caller's, of course).
634  *
635  * A page may be used by anyone else who does a __get_free_page().
636  * In this case, page_count still tracks the references, and should only
637  * be used through the normal accessor functions. The top bits of page->flags
638  * and page->virtual store page management information, but all other fields
639  * are unused and could be used privately, carefully. The management of this
640  * page is the responsibility of the one who allocated it, and those who have
641  * subsequently been given references to it.
642  *
643  * The other pages (we may call them "pagecache pages") are completely
644  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
645  * The following discussion applies only to them.
646  *
647  * A pagecache page contains an opaque `private' member, which belongs to the
648  * page's address_space. Usually, this is the address of a circular list of
649  * the page's disk buffers. PG_private must be set to tell the VM to call
650  * into the filesystem to release these pages.
651  *
652  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case, page->mapping
653  * is the pointer to the inode, and page->index is the file offset of the page,
654  * in units of PAGE_CACHE_SIZE.
655  *
656  * If pagecache pages are not associated with an inode, they are said to be
657  * anonymous pages. These may become associated with the swapcache, and in that
658  * case PG_swapcache is set, and page->private is an offset into the swapcache.
659  *
660  * In either case (swapcache or inode backed), the pagecache itself holds one
661  * reference to the page. Setting PG_private should also increment the
662  * refcount. The each user mapping also has a reference to the page.
663  *
664  * The pagecache pages are stored in a per-mapping radix tree, which is
665  * rooted at mapping->page_tree, and indexed by offset.
666  * Where 2.4 and early 2.6 kernels kept dirty/clean pages in per-address_space
667  * lists, we instead now tag pages as dirty/writeback in the radix tree.
668  *
669  * All pagecache pages may be subject to I/O:
670  * - inode pages may need to be read from disk,
671  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
672  *   to be written back to the inode on disk,
673  * - anonymous pages (including MAP_PRIVATE file mappings) which have been
674  *   modified may need to be swapped out to swap space and (later) to be read
675  *   back into memory.
676  */
677
678 /*
679  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
680  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
681  */
682
683 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | [LAST_CPUPID] | ... | FLAGS | */
684 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
685 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
686 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
687 #define LAST_CPUPID_PGOFF       (ZONES_PGOFF - LAST_CPUPID_WIDTH)
688
689 /*
690  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existent
691  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
692  * the compiler will optimise away reference to them.
693  */
694 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
695 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
696 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
697 #define LAST_CPUPID_PGSHIFT     (LAST_CPUPID_PGOFF * (LAST_CPUPID_WIDTH != 0))
698
699 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to ID a zone for the buddy allocator */
700 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
701 #define ZONEID_SHIFT            (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
702 #define ZONEID_PGOFF            ((SECTIONS_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
703                                                 SECTIONS_PGOFF : ZONES_PGOFF)
704 #else
705 #define ZONEID_SHIFT            (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
706 #define ZONEID_PGOFF            ((NODES_PGOFF < ZONES_PGOFF)? \
707                                                 NODES_PGOFF : ZONES_PGOFF)
708 #endif
709
710 #define ZONEID_PGSHIFT          (ZONEID_PGOFF * (ZONEID_SHIFT != 0))
711
712 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
713 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > BITS_PER_LONG - NR_PAGEFLAGS
714 #endif
715
716 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
717 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
718 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
719 #define LAST_CPUPID_MASK        ((1UL << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1)
720 #define ZONEID_MASK             ((1UL << ZONEID_SHIFT) - 1)
721
722 static inline enum zone_type page_zonenum(const struct page *page)
723 {
724         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
725 }
726
727 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM) && !defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP)
728 #define SECTION_IN_PAGE_FLAGS
729 #endif
730
731 /*
732  * The identification function is mainly used by the buddy allocator for
733  * determining if two pages could be buddies. We are not really identifying
734  * the zone since we could be using the section number id if we do not have
735  * node id available in page flags.
736  * We only guarantee that it will return the same value for two combinable
737  * pages in a zone.
738  */
739 static inline int page_zone_id(struct page *page)
740 {
741         return (page->flags >> ZONEID_PGSHIFT) & ZONEID_MASK;
742 }
743
744 static inline int zone_to_nid(struct zone *zone)
745 {
746 #ifdef CONFIG_NUMA
747         return zone->node;
748 #else
749         return 0;
750 #endif
751 }
752
753 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
754 extern int page_to_nid(const struct page *page);
755 #else
756 static inline int page_to_nid(const struct page *page)
757 {
758         return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
759 }
760 #endif
761
762 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
763 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int cpu, int pid)
764 {
765         return ((cpu & LAST__CPU_MASK) << LAST__PID_SHIFT) | (pid & LAST__PID_MASK);
766 }
767
768 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
769 {
770         return cpupid & LAST__PID_MASK;
771 }
772
773 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
774 {
775         return (cpupid >> LAST__PID_SHIFT) & LAST__CPU_MASK;
776 }
777
778 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
779 {
780         return cpu_to_node(cpupid_to_cpu(cpupid));
781 }
782
783 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
784 {
785         return cpupid_to_pid(cpupid) == (-1 & LAST__PID_MASK);
786 }
787
788 static inline bool cpupid_cpu_unset(int cpupid)
789 {
790         return cpupid_to_cpu(cpupid) == (-1 & LAST__CPU_MASK);
791 }
792
793 static inline bool __cpupid_match_pid(pid_t task_pid, int cpupid)
794 {
795         return (task_pid & LAST__PID_MASK) == cpupid_to_pid(cpupid);
796 }
797
798 #define cpupid_match_pid(task, cpupid) __cpupid_match_pid(task->pid, cpupid)
799 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
800 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
801 {
802         return xchg(&page->_last_cpupid, cpupid & LAST_CPUPID_MASK);
803 }
804
805 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
806 {
807         return page->_last_cpupid;
808 }
809 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
810 {
811         page->_last_cpupid = -1 & LAST_CPUPID_MASK;
812 }
813 #else
814 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
815 {
816         return (page->flags >> LAST_CPUPID_PGSHIFT) & LAST_CPUPID_MASK;
817 }
818
819 extern int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid);
820
821 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
822 {
823         int cpupid = (1 << LAST_CPUPID_SHIFT) - 1;
824
825         page->flags &= ~(LAST_CPUPID_MASK << LAST_CPUPID_PGSHIFT);
826         page->flags |= (cpupid & LAST_CPUPID_MASK) << LAST_CPUPID_PGSHIFT;
827 }
828 #endif /* LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
829 #else /* !CONFIG_NUMA_BALANCING */
830 static inline int page_cpupid_xchg_last(struct page *page, int cpupid)
831 {
832         return page_to_nid(page); /* XXX */
833 }
834
835 static inline int page_cpupid_last(struct page *page)
836 {
837         return page_to_nid(page); /* XXX */
838 }
839
840 static inline int cpupid_to_nid(int cpupid)
841 {
842         return -1;
843 }
844
845 static inline int cpupid_to_pid(int cpupid)
846 {
847         return -1;
848 }
849
850 static inline int cpupid_to_cpu(int cpupid)
851 {
852         return -1;
853 }
854
855 static inline int cpu_pid_to_cpupid(int nid, int pid)
856 {
857         return -1;
858 }
859
860 static inline bool cpupid_pid_unset(int cpupid)
861 {
862         return 1;
863 }
864
865 static inline void page_cpupid_reset_last(struct page *page)
866 {
867 }
868
869 static inline bool cpupid_match_pid(struct task_struct *task, int cpupid)
870 {
871         return false;
872 }
873 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
874
875 static inline struct zone *page_zone(const struct page *page)
876 {
877         return &NODE_DATA(page_to_nid(page))->node_zones[page_zonenum(page)];
878 }
879
880 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
881 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
882 {
883         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
884         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
885 }
886
887 static inline unsigned long page_to_section(const struct page *page)
888 {
889         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
890 }
891 #endif
892
893 static inline void set_page_zone(struct page *page, enum zone_type zone)
894 {
895         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
896         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
897 }
898
899 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
900 {
901         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
902         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
903 }
904
905 static inline void set_page_links(struct page *page, enum zone_type zone,
906         unsigned long node, unsigned long pfn)
907 {
908         set_page_zone(page, zone);
909         set_page_node(page, node);
910 #ifdef SECTION_IN_PAGE_FLAGS
911         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
912 #endif
913 }
914
915 /*
916  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
917  */
918 #include <linux/vmstat.h>
919
920 static __always_inline void *lowmem_page_address(const struct page *page)
921 {
922         return __va(PFN_PHYS(page_to_pfn(page)));
923 }
924
925 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
926 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
927 #endif
928
929 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
930 static inline void *page_address(const struct page *page)
931 {
932         return page->virtual;
933 }
934 static inline void set_page_address(struct page *page, void *address)
935 {
936         page->virtual = address;
937 }
938 #define page_address_init()  do { } while(0)
939 #endif
940
941 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
942 void *page_address(const struct page *page);
943 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
944 void page_address_init(void);
945 #endif
946
947 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
948 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
949 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
950 #define page_address_init()  do { } while(0)
951 #endif
952
953 extern void *page_rmapping(struct page *page);
954 extern struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page);
955 extern struct address_space *page_mapping(struct page *page);
956
957 extern struct address_space *__page_file_mapping(struct page *);
958
959 static inline
960 struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
961 {
962         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
963                 return __page_file_mapping(page);
964
965         return page->mapping;
966 }
967
968 /*
969  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
970  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
971  */
972 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
973 {
974         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
975                 return page_private(page);
976         return page->index;
977 }
978
979 extern pgoff_t __page_file_index(struct page *page);
980
981 /*
982  * Return the file index of the page. Regular pagecache pages use ->index
983  * whereas swapcache pages use swp_offset(->private)
984  */
985 static inline pgoff_t page_file_index(struct page *page)
986 {
987         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
988                 return __page_file_index(page);
989
990         return page->index;
991 }
992
993 /*
994  * Return true if this page is mapped into pagetables.
995  */
996 static inline int page_mapped(struct page *page)
997 {
998         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
999 }
1000
1001 /*
1002  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
1003  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
1004  * just gets major/minor fault counters bumped up.
1005  */
1006
1007 #define VM_FAULT_MINOR  0 /* For backwards compat. Remove me quickly. */
1008
1009 #define VM_FAULT_OOM    0x0001
1010 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x0002
1011 #define VM_FAULT_MAJOR  0x0004
1012 #define VM_FAULT_WRITE  0x0008  /* Special case for get_user_pages */
1013 #define VM_FAULT_HWPOISON 0x0010        /* Hit poisoned small page */
1014 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE 0x0020  /* Hit poisoned large page. Index encoded in upper bits */
1015 #define VM_FAULT_SIGSEGV 0x0040
1016
1017 #define VM_FAULT_NOPAGE 0x0100  /* ->fault installed the pte, not return page */
1018 #define VM_FAULT_LOCKED 0x0200  /* ->fault locked the returned page */
1019 #define VM_FAULT_RETRY  0x0400  /* ->fault blocked, must retry */
1020 #define VM_FAULT_FALLBACK 0x0800        /* huge page fault failed, fall back to small */
1021
1022 #define VM_FAULT_HWPOISON_LARGE_MASK 0xf000 /* encodes hpage index for large hwpoison */
1023
1024 #define VM_FAULT_ERROR  (VM_FAULT_OOM | VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV | \
1025                          VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | \
1026                          VM_FAULT_FALLBACK)
1027
1028 /* Encode hstate index for a hwpoisoned large page */
1029 #define VM_FAULT_SET_HINDEX(x) ((x) << 12)
1030 #define VM_FAULT_GET_HINDEX(x) (((x) >> 12) & 0xf)
1031
1032 /*
1033  * Can be called by the pagefault handler when it gets a VM_FAULT_OOM.
1034  */
1035 extern void pagefault_out_of_memory(void);
1036
1037 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
1038
1039 /*
1040  * Flags passed to show_mem() and show_free_areas() to suppress output in
1041  * various contexts.
1042  */
1043 #define SHOW_MEM_FILTER_NODES           (0x0001u)       /* disallowed nodes */
1044
1045 extern void show_free_areas(unsigned int flags);
1046 extern bool skip_free_areas_node(unsigned int flags, int nid);
1047
1048 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
1049 #ifdef CONFIG_SHMEM
1050 bool shmem_mapping(struct address_space *mapping);
1051 #else
1052 static inline bool shmem_mapping(struct address_space *mapping)
1053 {
1054         return false;
1055 }
1056 #endif
1057
1058 extern int can_do_mlock(void);
1059 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
1060 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
1061
1062 /*
1063  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
1064  */
1065 struct zap_details {
1066         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
1067         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
1068         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
1069 };
1070
1071 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1072                 pte_t pte);
1073
1074 int zap_vma_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1075                 unsigned long size);
1076 void zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1077                 unsigned long size, struct zap_details *);
1078 void unmap_vmas(struct mmu_gather *tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
1079                 unsigned long start, unsigned long end);
1080
1081 /**
1082  * mm_walk - callbacks for walk_page_range
1083  * @pmd_entry: if set, called for each non-empty PMD (3rd-level) entry
1084  *             this handler is required to be able to handle
1085  *             pmd_trans_huge() pmds.  They may simply choose to
1086  *             split_huge_page() instead of handling it explicitly.
1087  * @pte_entry: if set, called for each non-empty PTE (4th-level) entry
1088  * @pte_hole: if set, called for each hole at all levels
1089  * @hugetlb_entry: if set, called for each hugetlb entry
1090  * @test_walk: caller specific callback function to determine whether
1091  *             we walk over the current vma or not. A positive returned
1092  *             value means "do page table walk over the current vma,"
1093  *             and a negative one means "abort current page table walk
1094  *             right now." 0 means "skip the current vma."
1095  * @mm:        mm_struct representing the target process of page table walk
1096  * @vma:       vma currently walked (NULL if walking outside vmas)
1097  * @private:   private data for callbacks' usage
1098  *
1099  * (see the comment on walk_page_range() for more details)
1100  */
1101 struct mm_walk {
1102         int (*pmd_entry)(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1103                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1104         int (*pte_entry)(pte_t *pte, unsigned long addr,
1105                          unsigned long next, struct mm_walk *walk);
1106         int (*pte_hole)(unsigned long addr, unsigned long next,
1107                         struct mm_walk *walk);
1108         int (*hugetlb_entry)(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1109                              unsigned long addr, unsigned long next,
1110                              struct mm_walk *walk);
1111         int (*test_walk)(unsigned long addr, unsigned long next,
1112                         struct mm_walk *walk);
1113         struct mm_struct *mm;
1114         struct vm_area_struct *vma;
1115         void *private;
1116 };
1117
1118 int walk_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
1119                 struct mm_walk *walk);
1120 int walk_page_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mm_walk *walk);
1121 void free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long addr,
1122                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
1123 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
1124                         struct vm_area_struct *vma);
1125 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
1126                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
1127 int follow_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1128         unsigned long *pfn);
1129 int follow_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1130                 unsigned int flags, unsigned long *prot, resource_size_t *phys);
1131 int generic_access_phys(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1132                         void *buf, int len, int write);
1133
1134 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
1135                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
1136 {
1137         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
1138 }
1139
1140 extern void truncate_pagecache(struct inode *inode, loff_t new);
1141 extern void truncate_setsize(struct inode *inode, loff_t newsize);
1142 void pagecache_isize_extended(struct inode *inode, loff_t from, loff_t to);
1143 void truncate_pagecache_range(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t end);
1144 int truncate_inode_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1145 int generic_error_remove_page(struct address_space *mapping, struct page *page);
1146 int invalidate_inode_page(struct page *page);
1147
1148 #ifdef CONFIG_MMU
1149 extern int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1150                         unsigned long address, unsigned int flags);
1151 extern int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1152                             unsigned long address, unsigned int fault_flags);
1153 #else
1154 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
1155                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1156                         unsigned int flags)
1157 {
1158         /* should never happen if there's no MMU */
1159         BUG();
1160         return VM_FAULT_SIGBUS;
1161 }
1162 static inline int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk,
1163                 struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1164                 unsigned int fault_flags)
1165 {
1166         /* should never happen if there's no MMU */
1167         BUG();
1168         return -EFAULT;
1169 }
1170 #endif
1171
1172 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
1173 extern int access_remote_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1174                 void *buf, int len, int write);
1175
1176 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1177                       unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1178                       unsigned int foll_flags, struct page **pages,
1179                       struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking);
1180 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1181                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1182                     int write, int force, struct page **pages,
1183                     struct vm_area_struct **vmas);
1184 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1185                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1186                     int write, int force, struct page **pages,
1187                     int *locked);
1188 long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1189                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1190                                int write, int force, struct page **pages,
1191                                unsigned int gup_flags);
1192 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1193                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1194                     int write, int force, struct page **pages);
1195 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1196                         struct page **pages);
1197 struct kvec;
1198 int get_kernel_pages(const struct kvec *iov, int nr_pages, int write,
1199                         struct page **pages);
1200 int get_kernel_page(unsigned long start, int write, struct page **pages);
1201 struct page *get_dump_page(unsigned long addr);
1202
1203 extern int try_to_release_page(struct page * page, gfp_t gfp_mask);
1204 extern void do_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
1205                               unsigned int length);
1206
1207 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
1208 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
1209 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
1210                                 struct page *page);
1211 void account_page_dirtied(struct page *page, struct address_space *mapping);
1212 void account_page_cleaned(struct page *page, struct address_space *mapping);
1213 int set_page_dirty(struct page *page);
1214 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
1215 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
1216
1217 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen);
1218
1219 /* Is the vma a continuation of the stack vma above it? */
1220 static inline int vma_growsdown(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1221 {
1222         return vma && (vma->vm_end == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1223 }
1224
1225 static inline int stack_guard_page_start(struct vm_area_struct *vma,
1226                                              unsigned long addr)
1227 {
1228         return (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN) &&
1229                 (vma->vm_start == addr) &&
1230                 !vma_growsdown(vma->vm_prev, addr);
1231 }
1232
1233 /* Is the vma a continuation of the stack vma below it? */
1234 static inline int vma_growsup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1235 {
1236         return vma && (vma->vm_start == addr) && (vma->vm_flags & VM_GROWSUP);
1237 }
1238
1239 static inline int stack_guard_page_end(struct vm_area_struct *vma,
1240                                            unsigned long addr)
1241 {
1242         return (vma->vm_flags & VM_GROWSUP) &&
1243                 (vma->vm_end == addr) &&
1244                 !vma_growsup(vma->vm_next, addr);
1245 }
1246
1247 extern struct task_struct *task_of_stack(struct task_struct *task,
1248                                 struct vm_area_struct *vma, bool in_group);
1249
1250 extern unsigned long move_page_tables(struct vm_area_struct *vma,
1251                 unsigned long old_addr, struct vm_area_struct *new_vma,
1252                 unsigned long new_addr, unsigned long len,
1253                 bool need_rmap_locks);
1254 extern unsigned long change_protection(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1255                               unsigned long end, pgprot_t newprot,
1256                               int dirty_accountable, int prot_numa);
1257 extern int mprotect_fixup(struct vm_area_struct *vma,
1258                           struct vm_area_struct **pprev, unsigned long start,
1259                           unsigned long end, unsigned long newflags);
1260
1261 /*
1262  * doesn't attempt to fault and will return short.
1263  */
1264 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1265                           struct page **pages);
1266 /*
1267  * per-process(per-mm_struct) statistics.
1268  */
1269 static inline unsigned long get_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1270 {
1271         long val = atomic_long_read(&mm->rss_stat.count[member]);
1272
1273 #ifdef SPLIT_RSS_COUNTING
1274         /*
1275          * counter is updated in asynchronous manner and may go to minus.
1276          * But it's never be expected number for users.
1277          */
1278         if (val < 0)
1279                 val = 0;
1280 #endif
1281         return (unsigned long)val;
1282 }
1283
1284 static inline void add_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member, long value)
1285 {
1286         atomic_long_add(value, &mm->rss_stat.count[member]);
1287 }
1288
1289 static inline void inc_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1290 {
1291         atomic_long_inc(&mm->rss_stat.count[member]);
1292 }
1293
1294 static inline void dec_mm_counter(struct mm_struct *mm, int member)
1295 {
1296         atomic_long_dec(&mm->rss_stat.count[member]);
1297 }
1298
1299 static inline unsigned long get_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1300 {
1301         return get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES) +
1302                 get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1303 }
1304
1305 static inline unsigned long get_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1306 {
1307         return max(mm->hiwater_rss, get_mm_rss(mm));
1308 }
1309
1310 static inline unsigned long get_mm_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1311 {
1312         return max(mm->hiwater_vm, mm->total_vm);
1313 }
1314
1315 static inline void update_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1316 {
1317         unsigned long _rss = get_mm_rss(mm);
1318
1319         if ((mm)->hiwater_rss < _rss)
1320                 (mm)->hiwater_rss = _rss;
1321 }
1322
1323 static inline void update_hiwater_vm(struct mm_struct *mm)
1324 {
1325         if (mm->hiwater_vm < mm->total_vm)
1326                 mm->hiwater_vm = mm->total_vm;
1327 }
1328
1329 static inline void reset_mm_hiwater_rss(struct mm_struct *mm)
1330 {
1331         mm->hiwater_rss = get_mm_rss(mm);
1332 }
1333
1334 static inline void setmax_mm_hiwater_rss(unsigned long *maxrss,
1335                                          struct mm_struct *mm)
1336 {
1337         unsigned long hiwater_rss = get_mm_hiwater_rss(mm);
1338
1339         if (*maxrss < hiwater_rss)
1340                 *maxrss = hiwater_rss;
1341 }
1342
1343 #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)
1344 void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm);
1345 #else
1346 static inline void sync_mm_rss(struct mm_struct *mm)
1347 {
1348 }
1349 #endif
1350
1351 int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma);
1352
1353 extern pte_t *__get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1354                                spinlock_t **ptl);
1355 static inline pte_t *get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1356                                     spinlock_t **ptl)
1357 {
1358         pte_t *ptep;
1359         __cond_lock(*ptl, ptep = __get_locked_pte(mm, addr, ptl));
1360         return ptep;
1361 }
1362
1363 #ifdef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1364 static inline int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
1365                                                 unsigned long address)
1366 {
1367         return 0;
1368 }
1369 #else
1370 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
1371 #endif
1372
1373 #if defined(__PAGETABLE_PMD_FOLDED) || !defined(CONFIG_MMU)
1374 static inline int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
1375                                                 unsigned long address)
1376 {
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm) {}
1381
1382 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1383 {
1384         return 0;
1385 }
1386
1387 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1388 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm) {}
1389
1390 #else
1391 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
1392
1393 static inline void mm_nr_pmds_init(struct mm_struct *mm)
1394 {
1395         atomic_long_set(&mm->nr_pmds, 0);
1396 }
1397
1398 static inline unsigned long mm_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1399 {
1400         return atomic_long_read(&mm->nr_pmds);
1401 }
1402
1403 static inline void mm_inc_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1404 {
1405         atomic_long_inc(&mm->nr_pmds);
1406 }
1407
1408 static inline void mm_dec_nr_pmds(struct mm_struct *mm)
1409 {
1410         atomic_long_dec(&mm->nr_pmds);
1411 }
1412 #endif
1413
1414 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
1415                 pmd_t *pmd, unsigned long address);
1416 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
1417
1418 /*
1419  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
1420  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
1421  */
1422 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
1423 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1424 {
1425         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
1426                 NULL: pud_offset(pgd, address);
1427 }
1428
1429 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
1430 {
1431         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
1432                 NULL: pmd_offset(pud, address);
1433 }
1434 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
1435
1436 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
1437 #if ALLOC_SPLIT_PTLOCKS
1438 void __init ptlock_cache_init(void);
1439 extern bool ptlock_alloc(struct page *page);
1440 extern void ptlock_free(struct page *page);
1441
1442 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1443 {
1444         return page->ptl;
1445 }
1446 #else /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1447 static inline void ptlock_cache_init(void)
1448 {
1449 }
1450
1451 static inline bool ptlock_alloc(struct page *page)
1452 {
1453         return true;
1454 }
1455
1456 static inline void ptlock_free(struct page *page)
1457 {
1458 }
1459
1460 static inline spinlock_t *ptlock_ptr(struct page *page)
1461 {
1462         return &page->ptl;
1463 }
1464 #endif /* ALLOC_SPLIT_PTLOCKS */
1465
1466 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1467 {
1468         return ptlock_ptr(pmd_page(*pmd));
1469 }
1470
1471 static inline bool ptlock_init(struct page *page)
1472 {
1473         /*
1474          * prep_new_page() initialize page->private (and therefore page->ptl)
1475          * with 0. Make sure nobody took it in use in between.
1476          *
1477          * It can happen if arch try to use slab for page table allocation:
1478          * slab code uses page->slab_cache and page->first_page (for tail
1479          * pages), which share storage with page->ptl.
1480          */
1481         VM_BUG_ON_PAGE(*(unsigned long *)&page->ptl, page);
1482         if (!ptlock_alloc(page))
1483                 return false;
1484         spin_lock_init(ptlock_ptr(page));
1485         return true;
1486 }
1487
1488 /* Reset page->mapping so free_pages_check won't complain. */
1489 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page)
1490 {
1491         page->mapping = NULL;
1492         ptlock_free(page);
1493 }
1494
1495 #else   /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1496 /*
1497  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
1498  */
1499 static inline spinlock_t *pte_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1500 {
1501         return &mm->page_table_lock;
1502 }
1503 static inline void ptlock_cache_init(void) {}
1504 static inline bool ptlock_init(struct page *page) { return true; }
1505 static inline void pte_lock_deinit(struct page *page) {}
1506 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
1507
1508 static inline void pgtable_init(void)
1509 {
1510         ptlock_cache_init();
1511         pgtable_cache_init();
1512 }
1513
1514 static inline bool pgtable_page_ctor(struct page *page)
1515 {
1516         inc_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1517         return ptlock_init(page);
1518 }
1519
1520 static inline void pgtable_page_dtor(struct page *page)
1521 {
1522         pte_lock_deinit(page);
1523         dec_zone_page_state(page, NR_PAGETABLE);
1524 }
1525
1526 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
1527 ({                                                      \
1528         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
1529         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
1530         *(ptlp) = __ptl;                                \
1531         spin_lock(__ptl);                               \
1532         __pte;                                          \
1533 })
1534
1535 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
1536         spin_unlock(ptl);                               \
1537         pte_unmap(pte);                                 \
1538 } while (0)
1539
1540 #define pte_alloc_map(mm, vma, pmd, address)                            \
1541         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, vma,    \
1542                                                         pmd, address))? \
1543          NULL: pte_offset_map(pmd, address))
1544
1545 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
1546         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, NULL,   \
1547                                                         pmd, address))? \
1548                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
1549
1550 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
1551         ((unlikely(pmd_none(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
1552                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
1553
1554 #if USE_SPLIT_PMD_PTLOCKS
1555
1556 static struct page *pmd_to_page(pmd_t *pmd)
1557 {
1558         unsigned long mask = ~(PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t) - 1);
1559         return virt_to_page((void *)((unsigned long) pmd & mask));
1560 }
1561
1562 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1563 {
1564         return ptlock_ptr(pmd_to_page(pmd));
1565 }
1566
1567 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page)
1568 {
1569 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1570         page->pmd_huge_pte = NULL;
1571 #endif
1572         return ptlock_init(page);
1573 }
1574
1575 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page)
1576 {
1577 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1578         VM_BUG_ON_PAGE(page->pmd_huge_pte, page);
1579 #endif
1580         ptlock_free(page);
1581 }
1582
1583 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) (pmd_to_page(pmd)->pmd_huge_pte)
1584
1585 #else
1586
1587 static inline spinlock_t *pmd_lockptr(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1588 {
1589         return &mm->page_table_lock;
1590 }
1591
1592 static inline bool pgtable_pmd_page_ctor(struct page *page) { return true; }
1593 static inline void pgtable_pmd_page_dtor(struct page *page) {}
1594
1595 #define pmd_huge_pte(mm, pmd) ((mm)->pmd_huge_pte)
1596
1597 #endif
1598
1599 static inline spinlock_t *pmd_lock(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
1600 {
1601         spinlock_t *ptl = pmd_lockptr(mm, pmd);
1602         spin_lock(ptl);
1603         return ptl;
1604 }
1605
1606 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
1607 extern void free_area_init_node(int nid, unsigned long * zones_size,
1608                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long *zholes_size);
1609 extern void free_initmem(void);
1610
1611 /*
1612  * Free reserved pages within range [PAGE_ALIGN(start), end & PAGE_MASK)
1613  * into the buddy system. The freed pages will be poisoned with pattern
1614  * "poison" if it's within range [0, UCHAR_MAX].
1615  * Return pages freed into the buddy system.
1616  */
1617 extern unsigned long free_reserved_area(void *start, void *end,
1618                                         int poison, char *s);
1619
1620 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
1621 /*
1622  * Free a highmem page into the buddy system, adjusting totalhigh_pages
1623  * and totalram_pages.
1624  */
1625 extern void free_highmem_page(struct page *page);
1626 #endif
1627
1628 extern void adjust_managed_page_count(struct page *page, long count);
1629 extern void mem_init_print_info(const char *str);
1630
1631 /* Free the reserved page into the buddy system, so it gets managed. */
1632 static inline void __free_reserved_page(struct page *page)
1633 {
1634         ClearPageReserved(page);
1635         init_page_count(page);
1636         __free_page(page);
1637 }
1638
1639 static inline void free_reserved_page(struct page *page)
1640 {
1641         __free_reserved_page(page);
1642         adjust_managed_page_count(page, 1);
1643 }
1644
1645 static inline void mark_page_reserved(struct page *page)
1646 {
1647         SetPageReserved(page);
1648         adjust_managed_page_count(page, -1);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Default method to free all the __init memory into the buddy system.
1653  * The freed pages will be poisoned with pattern "poison" if it's within
1654  * range [0, UCHAR_MAX].
1655  * Return pages freed into the buddy system.
1656  */
1657 static inline unsigned long free_initmem_default(int poison)
1658 {
1659         extern char __init_begin[], __init_end[];
1660
1661         return free_reserved_area(&__init_begin, &__init_end,
1662                                   poison, "unused kernel");
1663 }
1664
1665 static inline unsigned long get_num_physpages(void)
1666 {
1667         int nid;
1668         unsigned long phys_pages = 0;
1669
1670         for_each_online_node(nid)
1671                 phys_pages += node_present_pages(nid);
1672
1673         return phys_pages;
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1677 /*
1678  * With CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP set, an architecture may initialise its
1679  * zones, allocate the backing mem_map and account for memory holes in a more
1680  * architecture independent manner. This is a substitute for creating the
1681  * zone_sizes[] and zholes_size[] arrays and passing them to
1682  * free_area_init_node()
1683  *
1684  * An architecture is expected to register range of page frames backed by
1685  * physical memory with memblock_add[_node]() before calling
1686  * free_area_init_nodes() passing in the PFN each zone ends at. At a basic
1687  * usage, an architecture is expected to do something like
1688  *
1689  * unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {max_dma, max_normal_pfn,
1690  *                                                       max_highmem_pfn};
1691  * for_each_valid_physical_page_range()
1692  *      memblock_add_node(base, size, nid)
1693  * free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1694  *
1695  * free_bootmem_with_active_regions() calls free_bootmem_node() for each
1696  * registered physical page range.  Similarly
1697  * sparse_memory_present_with_active_regions() calls memory_present() for
1698  * each range when SPARSEMEM is enabled.
1699  *
1700  * See mm/page_alloc.c for more information on each function exposed by
1701  * CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP.
1702  */
1703 extern void free_area_init_nodes(unsigned long *max_zone_pfn);
1704 unsigned long node_map_pfn_alignment(void);
1705 unsigned long __absent_pages_in_range(int nid, unsigned long start_pfn,
1706                                                 unsigned long end_pfn);
1707 extern unsigned long absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1708                                                 unsigned long end_pfn);
1709 extern void get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1710                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn);
1711 extern unsigned long find_min_pfn_with_active_regions(void);
1712 extern void free_bootmem_with_active_regions(int nid,
1713                                                 unsigned long max_low_pfn);
1714 extern void sparse_memory_present_with_active_regions(int nid);
1715
1716 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1717
1718 #if !defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP) && \
1719     !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID)
1720 static inline int __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
1721 {
1722         return 0;
1723 }
1724 #else
1725 /* please see mm/page_alloc.c */
1726 extern int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1727 /* there is a per-arch backend function. */
1728 extern int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn);
1729 #endif
1730
1731 extern void set_dma_reserve(unsigned long new_dma_reserve);
1732 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long,
1733                                 unsigned long, enum memmap_context);
1734 extern void setup_per_zone_wmarks(void);
1735 extern int __meminit init_per_zone_wmark_min(void);
1736 extern void mem_init(void);
1737 extern void __init mmap_init(void);
1738 extern void show_mem(unsigned int flags);
1739 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
1740 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
1741
1742 extern __printf(3, 4)
1743 void warn_alloc_failed(gfp_t gfp_mask, int order, const char *fmt, ...);
1744
1745 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
1746
1747 extern void zone_pcp_update(struct zone *zone);
1748 extern void zone_pcp_reset(struct zone *zone);
1749
1750 /* page_alloc.c */
1751 extern int min_free_kbytes;
1752
1753 /* nommu.c */
1754 extern atomic_long_t mmap_pages_allocated;
1755 extern int nommu_shrink_inode_mappings(struct inode *, size_t, size_t);
1756
1757 /* interval_tree.c */
1758 void vma_interval_tree_insert(struct vm_area_struct *node,
1759                               struct rb_root *root);
1760 void vma_interval_tree_insert_after(struct vm_area_struct *node,
1761                                     struct vm_area_struct *prev,
1762                                     struct rb_root *root);
1763 void vma_interval_tree_remove(struct vm_area_struct *node,
1764                               struct rb_root *root);
1765 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_first(struct rb_root *root,
1766                                 unsigned long start, unsigned long last);
1767 struct vm_area_struct *vma_interval_tree_iter_next(struct vm_area_struct *node,
1768                                 unsigned long start, unsigned long last);
1769
1770 #define vma_interval_tree_foreach(vma, root, start, last)               \
1771         for (vma = vma_interval_tree_iter_first(root, start, last);     \
1772              vma; vma = vma_interval_tree_iter_next(vma, start, last))
1773
1774 void anon_vma_interval_tree_insert(struct anon_vma_chain *node,
1775                                    struct rb_root *root);
1776 void anon_vma_interval_tree_remove(struct anon_vma_chain *node,
1777                                    struct rb_root *root);
1778 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_first(
1779         struct rb_root *root, unsigned long start, unsigned long last);
1780 struct anon_vma_chain *anon_vma_interval_tree_iter_next(
1781         struct anon_vma_chain *node, unsigned long start, unsigned long last);
1782 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM_RB
1783 void anon_vma_interval_tree_verify(struct anon_vma_chain *node);
1784 #endif
1785
1786 #define anon_vma_interval_tree_foreach(avc, root, start, last)           \
1787         for (avc = anon_vma_interval_tree_iter_first(root, start, last); \
1788              avc; avc = anon_vma_interval_tree_iter_next(avc, start, last))
1789
1790 /* mmap.c */
1791 extern int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin);
1792 extern int vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1793         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
1794 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
1795         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
1796         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
1797         struct mempolicy *);
1798 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
1799 extern int split_vma(struct mm_struct *,
1800         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
1801 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
1802 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
1803         struct rb_node **, struct rb_node *);
1804 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
1805 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
1806         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff,
1807         bool *need_rmap_locks);
1808 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
1809
1810 static inline int check_data_rlimit(unsigned long rlim,
1811                                     unsigned long new,
1812                                     unsigned long start,
1813                                     unsigned long end_data,
1814                                     unsigned long start_data)
1815 {
1816         if (rlim < RLIM_INFINITY) {
1817                 if (((new - start) + (end_data - start_data)) > rlim)
1818                         return -ENOSPC;
1819         }
1820
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 extern int mm_take_all_locks(struct mm_struct *mm);
1825 extern void mm_drop_all_locks(struct mm_struct *mm);
1826
1827 extern void set_mm_exe_file(struct mm_struct *mm, struct file *new_exe_file);
1828 extern struct file *get_mm_exe_file(struct mm_struct *mm);
1829
1830 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
1831 extern struct vm_area_struct *_install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1832                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1833                                    unsigned long flags,
1834                                    const struct vm_special_mapping *spec);
1835 /* This is an obsolete alternative to _install_special_mapping. */
1836 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
1837                                    unsigned long addr, unsigned long len,
1838                                    unsigned long flags, struct page **pages);
1839
1840 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
1841
1842 extern unsigned long mmap_region(struct file *file, unsigned long addr,
1843         unsigned long len, vm_flags_t vm_flags, unsigned long pgoff);
1844 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
1845         unsigned long len, unsigned long prot, unsigned long flags,
1846         unsigned long pgoff, unsigned long *populate);
1847 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1848
1849 #ifdef CONFIG_MMU
1850 extern int __mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len,
1851                          int ignore_errors);
1852 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len)
1853 {
1854         /* Ignore errors */
1855         (void) __mm_populate(addr, len, 1);
1856 }
1857 #else
1858 static inline void mm_populate(unsigned long addr, unsigned long len) {}
1859 #endif
1860
1861 /* These take the mm semaphore themselves */
1862 extern unsigned long vm_brk(unsigned long, unsigned long);
1863 extern int vm_munmap(unsigned long, size_t);
1864 extern unsigned long vm_mmap(struct file *, unsigned long,
1865         unsigned long, unsigned long,
1866         unsigned long, unsigned long);
1867
1868 struct vm_unmapped_area_info {
1869 #define VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN 1
1870         unsigned long flags;
1871         unsigned long length;
1872         unsigned long low_limit;
1873         unsigned long high_limit;
1874         unsigned long align_mask;
1875         unsigned long align_offset;
1876 };
1877
1878 extern unsigned long unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info);
1879 extern unsigned long unmapped_area_topdown(struct vm_unmapped_area_info *info);
1880
1881 /*
1882  * Search for an unmapped address range.
1883  *
1884  * We are looking for a range that:
1885  * - does not intersect with any VMA;
1886  * - is contained within the [low_limit, high_limit) interval;
1887  * - is at least the desired size.
1888  * - satisfies (begin_addr & align_mask) == (align_offset & align_mask)
1889  */
1890 static inline unsigned long
1891 vm_unmapped_area(struct vm_unmapped_area_info *info)
1892 {
1893         if (info->flags & VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN)
1894                 return unmapped_area_topdown(info);
1895         else
1896                 return unmapped_area(info);
1897 }
1898
1899 /* truncate.c */
1900 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1901 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1902                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1903 extern void truncate_inode_pages_final(struct address_space *);
1904
1905 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1906 extern int filemap_fault(struct vm_area_struct *, struct vm_fault *);
1907 extern void filemap_map_pages(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1908 extern int filemap_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf);
1909
1910 /* mm/page-writeback.c */
1911 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1912 void task_dirty_inc(struct task_struct *tsk);
1913
1914 /* readahead.c */
1915 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1916 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1917
1918 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1919                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1920
1921 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1922                                struct file_ra_state *ra,
1923                                struct file *filp,
1924                                pgoff_t offset,
1925                                unsigned long size);
1926
1927 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1928                                 struct file_ra_state *ra,
1929                                 struct file *filp,
1930                                 struct page *pg,
1931                                 pgoff_t offset,
1932                                 unsigned long size);
1933
1934 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1935
1936 /* Generic expand stack which grows the stack according to GROWS{UP,DOWN} */
1937 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1938
1939 /* CONFIG_STACK_GROWSUP still needs to to grow downwards at some places */
1940 extern int expand_downwards(struct vm_area_struct *vma,
1941                 unsigned long address);
1942 #if VM_GROWSUP
1943 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1944 #else
1945   #define expand_upwards(vma, address) (0)
1946 #endif
1947
1948 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1949 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1950 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1951                                              struct vm_area_struct **pprev);
1952
1953 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1954    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1955 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1956 {
1957         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1958
1959         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1960                 vma = NULL;
1961         return vma;
1962 }
1963
1964 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1965 {
1966         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1967 }
1968
1969 /* Look up the first VMA which exactly match the interval vm_start ... vm_end */
1970 static inline struct vm_area_struct *find_exact_vma(struct mm_struct *mm,
1971                                 unsigned long vm_start, unsigned long vm_end)
1972 {
1973         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, vm_start);
1974
1975         if (vma && (vma->vm_start != vm_start || vma->vm_end != vm_end))
1976                 vma = NULL;
1977
1978         return vma;
1979 }
1980
1981 #ifdef CONFIG_MMU
1982 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1983 void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma);
1984 #else
1985 static inline pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags)
1986 {
1987         return __pgprot(0);
1988 }
1989 static inline void vma_set_page_prot(struct vm_area_struct *vma)
1990 {
1991         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
1992 }
1993 #endif
1994
1995 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1996 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
1997                         unsigned long start, unsigned long end);
1998 #endif
1999
2000 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
2001 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
2002                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
2003 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
2004 int vm_insert_pfn(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2005                         unsigned long pfn);
2006 int vm_insert_mixed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
2007                         unsigned long pfn);
2008 int vm_iomap_memory(struct vm_area_struct *vma, phys_addr_t start, unsigned long len);
2009
2010
2011 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
2012                               unsigned long address, unsigned int foll_flags,
2013                               unsigned int *page_mask);
2014
2015 static inline struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma,
2016                 unsigned long address, unsigned int foll_flags)
2017 {
2018         unsigned int unused_page_mask;
2019         return follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &unused_page_mask);
2020 }
2021
2022 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
2023 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
2024 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
2025 #define FOLL_DUMP       0x08    /* give error on hole if it would be zero */
2026 #define FOLL_FORCE      0x10    /* get_user_pages read/write w/o permission */
2027 #define FOLL_NOWAIT     0x20    /* if a disk transfer is needed, start the IO
2028                                  * and return without waiting upon it */
2029 #define FOLL_POPULATE   0x40    /* fault in page */
2030 #define FOLL_SPLIT      0x80    /* don't return transhuge pages, split them */
2031 #define FOLL_HWPOISON   0x100   /* check page is hwpoisoned */
2032 #define FOLL_NUMA       0x200   /* force NUMA hinting page fault */
2033 #define FOLL_MIGRATION  0x400   /* wait for page to replace migration entry */
2034 #define FOLL_TRIED      0x800   /* a retry, previous pass started an IO */
2035
2036 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
2037                         void *data);
2038 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
2039                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
2040
2041 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2042 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
2043 #else
2044 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
2045                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
2046 {
2047         mm->total_vm += pages;
2048 }
2049 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2050
2051 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2052 extern bool _debug_pagealloc_enabled;
2053 extern void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable);
2054
2055 static inline bool debug_pagealloc_enabled(void)
2056 {
2057         return _debug_pagealloc_enabled;
2058 }
2059
2060 static inline void
2061 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2062 {
2063         if (!debug_pagealloc_enabled())
2064                 return;
2065
2066         __kernel_map_pages(page, numpages, enable);
2067 }
2068 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2069 extern bool kernel_page_present(struct page *page);
2070 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2071 #else
2072 static inline void
2073 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable) {}
2074 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2075 static inline bool kernel_page_present(struct page *page) { return true; }
2076 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2077 #endif
2078
2079 #ifdef __HAVE_ARCH_GATE_AREA
2080 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm);
2081 extern int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr);
2082 extern int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
2083 #else
2084 static inline struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
2085 {
2086         return NULL;
2087 }
2088 static inline int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr) { return 0; }
2089 static inline int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
2090 {
2091         return 0;
2092 }
2093 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
2094
2095 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2096 extern int sysctl_drop_caches;
2097 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
2098                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
2099 #endif
2100
2101 void drop_slab(void);
2102 void drop_slab_node(int nid);
2103
2104 #ifndef CONFIG_MMU
2105 #define randomize_va_space 0
2106 #else
2107 extern int randomize_va_space;
2108 #endif
2109
2110 const char * arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
2111 void print_vma_addr(char *prefix, unsigned long rip);
2112
2113 void sparse_mem_maps_populate_node(struct page **map_map,
2114                                    unsigned long pnum_begin,
2115                                    unsigned long pnum_end,
2116                                    unsigned long map_count,
2117                                    int nodeid);
2118
2119 struct page *sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid);
2120 pgd_t *vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node);
2121 pud_t *vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node);
2122 pmd_t *vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node);
2123 pte_t *vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node);
2124 void *vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node);
2125 void *vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node);
2126 void vmemmap_verify(pte_t *, int, unsigned long, unsigned long);
2127 int vmemmap_populate_basepages(unsigned long start, unsigned long end,
2128                                int node);
2129 int vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node);
2130 void vmemmap_populate_print_last(void);
2131 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2132 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end);
2133 #endif
2134 void register_page_bootmem_memmap(unsigned long section_nr, struct page *map,
2135                                   unsigned long size);
2136
2137 enum mf_flags {
2138         MF_COUNT_INCREASED = 1 << 0,
2139         MF_ACTION_REQUIRED = 1 << 1,
2140         MF_MUST_KILL = 1 << 2,
2141         MF_SOFT_OFFLINE = 1 << 3,
2142 };
2143 extern int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2144 extern void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags);
2145 extern int unpoison_memory(unsigned long pfn);
2146 extern int sysctl_memory_failure_early_kill;
2147 extern int sysctl_memory_failure_recovery;
2148 extern void shake_page(struct page *p, int access);
2149 extern atomic_long_t num_poisoned_pages;
2150 extern int soft_offline_page(struct page *page, int flags);
2151
2152 #if defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) || defined(CONFIG_HUGETLBFS)
2153 extern void clear_huge_page(struct page *page,
2154                             unsigned long addr,
2155                             unsigned int pages_per_huge_page);
2156 extern void copy_user_huge_page(struct page *dst, struct page *src,
2157                                 unsigned long addr, struct vm_area_struct *vma,
2158                                 unsigned int pages_per_huge_page);
2159 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE || CONFIG_HUGETLBFS */
2160
2161 extern struct page_ext_operations debug_guardpage_ops;
2162 extern struct page_ext_operations page_poisoning_ops;
2163
2164 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2165 extern unsigned int _debug_guardpage_minorder;
2166 extern bool _debug_guardpage_enabled;
2167
2168 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void)
2169 {
2170         return _debug_guardpage_minorder;
2171 }
2172
2173 static inline bool debug_guardpage_enabled(void)
2174 {
2175         return _debug_guardpage_enabled;
2176 }
2177
2178 static inline bool page_is_guard(struct page *page)
2179 {
2180         struct page_ext *page_ext;
2181
2182         if (!debug_guardpage_enabled())
2183                 return false;
2184
2185         page_ext = lookup_page_ext(page);
2186         return test_bit(PAGE_EXT_DEBUG_GUARD, &page_ext->flags);
2187 }
2188 #else
2189 static inline unsigned int debug_guardpage_minorder(void) { return 0; }
2190 static inline bool debug_guardpage_enabled(void) { return false; }
2191 static inline bool page_is_guard(struct page *page) { return false; }
2192 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
2193
2194 #if MAX_NUMNODES > 1
2195 void __init setup_nr_node_ids(void);
2196 #else
2197 static inline void setup_nr_node_ids(void) {}
2198 #endif
2199
2200 #endif /* __KERNEL__ */
2201 #endif /* _LINUX_MM_H */