include/linux/mm.h

   1 #ifndef _LINUX_MM_H
   2 #define _LINUX_MM_H
   3
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/errno.h>
   6 #include <linux/capability.h>
   7
   8 #ifdef __KERNEL__
   9
  10 #include <linux/config.h>
  11 #include <linux/gfp.h>
  12 #include <linux/list.h>
  13 #include <linux/mmzone.h>
  14 #include <linux/rbtree.h>
  15 #include <linux/prio_tree.h>
  16 #include <linux/fs.h>
  17 #include <linux/mutex.h>
  18
  19 struct mempolicy;
  20 struct anon_vma;
  21
  22 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
  23 extern unsigned long max_mapnr;
  24 #endif
  25
  26 extern unsigned long num_physpages;
  27 extern void * high_memory;
  28 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
  29 extern int page_cluster;
  30
  31 #ifdef CONFIG_SYSCTL
  32 extern int sysctl_legacy_va_layout;
  33 #else
  34 #define sysctl_legacy_va_layout 0
  35 #endif
  36
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include <asm/pgtable.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/atomic.h>
  41
  42 #define nth_page(page,n) pfn_to_page(page_to_pfn((page)) + (n))
  43
  44 /*
  45  * Linux kernel virtual memory manager primitives.
  46  * The idea being to have a "virtual" mm in the same way
  47  * we have a virtual fs - giving a cleaner interface to the
  48  * mm details, and allowing different kinds of memory mappings
  49  * (from shared memory to executable loading to arbitrary
  50  * mmap() functions).
  51  */
  52
  53 /*
  54  * This struct defines a memory VMM memory area. There is one of these
  55  * per VM-area/task.  A VM area is any part of the process virtual memory
  56  * space that has a special rule for the page-fault handlers (ie a shared
  57  * library, the executable area etc).
  58  */
  59 struct vm_area_struct {
  60         struct mm_struct * vm_mm;       /* The address space we belong to. */
  61         unsigned long vm_start;         /* Our start address within vm_mm. */
  62         unsigned long vm_end;           /* The first byte after our end address
  63                                            within vm_mm. */
  64
  65         /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
  66         struct vm_area_struct *vm_next;
  67
  68         pgprot_t vm_page_prot;          /* Access permissions of this VMA. */
  69         unsigned long vm_flags;         /* Flags, listed below. */
  70
  71         struct rb_node vm_rb;
  72
  73         /*
  74          * For areas with an address space and backing store,
  75          * linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or
  76          * linkage to the list of like vmas hanging off its node, or
  77          * linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list.
  78          */
  79         union {
  80                 struct {
  81                         struct list_head list;
  82                         void *parent;   /* aligns with prio_tree_node parent */
  83                         struct vm_area_struct *head;
  84                 } vm_set;
  85
  86                 struct raw_prio_tree_node prio_tree_node;
  87         } shared;
  88
  89         /*
  90          * A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma
  91          * list, after a COW of one of the file pages.  A MAP_SHARED vma
  92          * can only be in the i_mmap tree.  An anonymous MAP_PRIVATE, stack
  93          * or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list.
  94          */
  95         struct list_head anon_vma_node; /* Serialized by anon_vma->lock */
  96         struct anon_vma *anon_vma;      /* Serialized by page_table_lock */
  97
  98         /* Function pointers to deal with this struct. */
  99         struct vm_operations_struct * vm_ops;
 100
 101         /* Information about our backing store: */
 102         unsigned long vm_pgoff;         /* Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE
 103                                            units, *not* PAGE_CACHE_SIZE */
 104         struct file * vm_file;          /* File we map to (can be NULL). */
 105         void * vm_private_data;         /* was vm_pte (shared mem) */
 106         unsigned long vm_truncate_count;/* truncate_count or restart_addr */
 107
 108 #ifndef CONFIG_MMU
 109         atomic_t vm_usage;              /* refcount (VMAs shared if !MMU) */
 110 #endif
 111 #ifdef CONFIG_NUMA
 112         struct mempolicy *vm_policy;    /* NUMA policy for the VMA */
 113 #endif
 114 };
 115
 116 /*
 117  * This struct defines the per-mm list of VMAs for uClinux. If CONFIG_MMU is
 118  * disabled, then there's a single shared list of VMAs maintained by the
 119  * system, and mm's subscribe to these individually
 120  */
 121 struct vm_list_struct {
 122         struct vm_list_struct   *next;
 123         struct vm_area_struct   *vma;
 124 };
 125
 126 #ifndef CONFIG_MMU
 127 extern struct rb_root nommu_vma_tree;
 128 extern struct rw_semaphore nommu_vma_sem;
 129
 130 extern unsigned int kobjsize(const void *objp);
 131 #endif
 132
 133 /*
 134  * vm_flags..
 135  */
 136 #define VM_READ         0x00000001      /* currently active flags */
 137 #define VM_WRITE        0x00000002
 138 #define VM_EXEC         0x00000004
 139 #define VM_SHARED       0x00000008
 140
 141 /* mprotect() hardcodes VM_MAYREAD >> 4 == VM_READ, and so for r/w/x bits. */
 142 #define VM_MAYREAD      0x00000010      /* limits for mprotect() etc */
 143 #define VM_MAYWRITE     0x00000020
 144 #define VM_MAYEXEC      0x00000040
 145 #define VM_MAYSHARE     0x00000080
 146
 147 #define VM_GROWSDOWN    0x00000100      /* general info on the segment */
 148 #define VM_GROWSUP      0x00000200
 149 #define VM_SHM          0x00000000      /* Means nothing: delete it later */
 150 #define VM_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
 151 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
 152
 153 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
 154 #define VM_LOCKED       0x00002000
 155 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
 156
 157                                         /* Used by sys_madvise() */
 158 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
 159 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
 160
 161 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
 162 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
 163 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
 164 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
 165 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
 166 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
 167 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
 168 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
 169
 170 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
 171 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
 172 #endif
 173
 174 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
 175 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
 176 #else
 177 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
 178 #endif
 179
 180 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
 181 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
 182 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
 183 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
 184 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
 185
 186 /*
 187  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
 188  * low four bits) to a page protection mask..
 189  */
 190 extern pgprot_t protection_map[16];
 191
 192
 193 /*
 194  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
 195  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
 196  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs.
 197  */
 198 struct vm_operations_struct {
 199         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
 200         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
 201         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
 202         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
 203 #ifdef CONFIG_NUMA
 204         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
 205         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
 206                                         unsigned long addr);
 207 #endif
 208 };
 209
 210 struct mmu_gather;
 211 struct inode;
 212
 213 /*
 214  * Each physical page in the system has a struct page associated with
 215  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
 216  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
 217  * a page.
 218  */
 219 struct page {
 220         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
 221                                          * updated asynchronously */
 222         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
 223         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
 224                                          * to show when page is mapped
 225                                          * & limit reverse map searches.
 226                                          */
 227         union {
 228             struct {
 229                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
 230                                                  * usually used for buffer_heads
 231                                                  * if PagePrivate set; used for
 232                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache.
 233                                                  * When page is free, this
 234                                                  * indicates order in the buddy
 235                                                  * system.
 236                                                  */
 237                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
 238                                                  * inode address_space, or NULL.
 239                                                  * If page mapped as anonymous
 240                                                  * memory, low bit is set, and
 241                                                  * it points to anon_vma object:
 242                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
 243                                                  */
 244             };
 245 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
 246             spinlock_t ptl;
 247 #endif
 248         };
 249         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
 250         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
 251                                          * protected by zone->lru_lock !
 252                                          */
 253         /*
 254          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
 255          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
 256          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
 257          * dynamically, so we need a place to store that address.
 258          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
 259          *
 260          * Architectures with slow multiplication can define
 261          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
 262          */
 263 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 264         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
 265                                            not kmapped, ie. highmem) */
 266 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
 267 };
 268
 269 #define page_private(page)              ((page)->private)
 270 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
 271
 272 /*
 273  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
 274  * files which need it (119 of them)
 275  */
 276 #include <linux/page-flags.h>
 277
 278 /*
 279  * Methods to modify the page usage count.
 280  *
 281  * What counts for a page usage:
 282  * - cache mapping   (page->mapping)
 283  * - private data    (page->private)
 284  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
 285  *   is counted separately
 286  *
 287  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
 288  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
 289  *
 290  * Since 2.6.6 (approx), a free page has ->_count = -1.  This is so that we
 291  * can use atomic_add_negative(-1, page->_count) to detect when the page
 292  * becomes free and so that we can also use atomic_inc_and_test to atomically
 293  * detect when we just tried to grab a ref on a page which some other CPU has
 294  * already deemed to be freeable.
 295  *
 296  * NO code should make assumptions about this internal detail!  Use the provided
 297  * macros which retain the old rules: page_count(page) == 0 is a free page.
 298  */
 299
 300 /*
 301  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
 302  * no users)
 303  */
 304 #define put_page_testzero(p)                            \
 305         ({                                              \
 306                 BUG_ON(atomic_read(&(p)->_count) == -1);\
 307                 atomic_add_negative(-1, &(p)->_count);  \
 308         })
 309
 310 /*
 311  * Grab a ref, return true if the page previously had a logical refcount of
 312  * zero.  ie: returns true if we just grabbed an already-deemed-to-be-free page
 313  */
 314 #define get_page_testone(p)     atomic_inc_and_test(&(p)->_count)
 315
 316 #define set_page_count(p,v)     atomic_set(&(p)->_count, (v) - 1)
 317 #define __put_page(p)           atomic_dec(&(p)->_count)
 318
 319 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
 320
 321 static inline int page_count(struct page *page)
 322 {
 323         if (PageCompound(page))
 324                 page = (struct page *)page_private(page);
 325         return atomic_read(&page->_count) + 1;
 326 }
 327
 328 static inline void get_page(struct page *page)
 329 {
 330         if (unlikely(PageCompound(page)))
 331                 page = (struct page *)page_private(page);
 332         atomic_inc(&page->_count);
 333 }
 334
 335 void put_page(struct page *page);
 336
 337 /*
 338  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
 339  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
 340  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
 341  * only one copy in memory, at most, normally.
 342  *
 343  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
 344  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
 345  *   freelist management in the buddy allocator.
 346  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
 347  *   (e.g. a private data page of one process).
 348  *
 349  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
 350  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
 351  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
 352  * management of this page is the responsibility of the one who uses
 353  * it.
 354  *
 355  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
 356  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
 357  * The following discussion applies only to them.
 358  *
 359  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
 360  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
 361  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
 362  *
 363  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
 364  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
 365  * list of the page's disk buffers.
 366  *
 367  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
 368  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
 369  * the page cache itself.
 370  *
 371  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
 372  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
 373  *
 374  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
 375  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.
 376  *
 377  * All process pages can do I/O:
 378  * - inode pages may need to be read from disk,
 379  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
 380  *   to be written to disk,
 381  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
 382  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
 383  */
 384
 385 /*
 386  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
 387  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
 388  */
 389
 390
 391 /*
 392  * page->flags layout:
 393  *
 394  * There are three possibilities for how page->flags get
 395  * laid out.  The first is for the normal case, without
 396  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
 397  * plenty of space for node and section.  The last is when
 398  * we have run out of space and have to fall back to an
 399  * alternate (slower) way of determining the node.
 400  *
 401  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
 402  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
 403  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
 404  */
 405 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 406 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
 407 #else
 408 #define SECTIONS_WIDTH          0
 409 #endif
 410
 411 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
 412
 413 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
 414 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
 415 #else
 416 #define NODES_WIDTH             0
 417 #endif
 418
 419 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
 420 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
 421 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
 422 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
 423
 424 /*
 425  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
 426  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
 427  */
 428 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
 429
 430 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
 431 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
 432 #endif
 433
 434 /*
 435  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
 436  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
 437  * the compiler will optimise away reference to them.
 438  */
 439 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
 440 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
 441 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
 442
 443 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
 444 #if FLAGS_HAS_NODE
 445 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
 446 #else
 447 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
 448 #endif
 449 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
 450
 451 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
 452 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
 453 #endif
 454
 455 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
 456 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
 457 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
 458 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
 459
 460 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
 461 {
 462         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
 463 }
 464
 465 struct zone;
 466 extern struct zone *zone_table[];
 467
 468 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
 469 {
 470         return zone_table[(page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) &
 471                         ZONETABLE_MASK];
 472 }
 473
 474 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
 475 {
 476         if (FLAGS_HAS_NODE)
 477                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
 478         else
 479                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
 480 }
 481 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
 482 {
 483         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
 484 }
 485
 486 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
 487 {
 488         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
 489         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
 490 }
 491 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
 492 {
 493         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
 494         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
 495 }
 496 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
 497 {
 498         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
 499         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
 500 }
 501
 502 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
 503         unsigned long node, unsigned long pfn)
 504 {
 505         set_page_zone(page, zone);
 506         set_page_node(page, node);
 507         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
 508 }
 509
 510 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
 511 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
 512 extern struct page *mem_map;
 513 #endif
 514
 515 static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
 516 {
 517         return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
 518 }
 519
 520 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 521 #define HASHED_PAGE_VIRTUAL
 522 #endif
 523
 524 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 525 #define page_address(page) ((page)->virtual)
 526 #define set_page_address(page, address)                 \
 527         do {                                            \
 528                 (page)->virtual = (address);            \
 529         } while(0)
 530 #define page_address_init()  do { } while(0)
 531 #endif
 532
 533 #if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)
 534 void *page_address(struct page *page);
 535 void set_page_address(struct page *page, void *virtual);
 536 void page_address_init(void);
 537 #endif
 538
 539 #if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
 540 #define page_address(page) lowmem_page_address(page)
 541 #define set_page_address(page, address)  do { } while(0)
 542 #define page_address_init()  do { } while(0)
 543 #endif
 544
 545 /*
 546  * On an anonymous page mapped into a user virtual memory area,
 547  * page->mapping points to its anon_vma, not to a struct address_space;
 548  * with the PAGE_MAPPING_ANON bit set to distinguish it.
 549  *
 550  * Please note that, confusingly, "page_mapping" refers to the inode
 551  * address_space which maps the page from disk; whereas "page_mapped"
 552  * refers to user virtual address space into which the page is mapped.
 553  */
 554 #define PAGE_MAPPING_ANON       1
 555
 556 extern struct address_space swapper_space;
 557 static inline struct address_space *page_mapping(struct page *page)
 558 {
 559         struct address_space *mapping = page->mapping;
 560
 561         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
 562                 mapping = &swapper_space;
 563         else if (unlikely((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 564                 mapping = NULL;
 565         return mapping;
 566 }
 567
 568 static inline int PageAnon(struct page *page)
 569 {
 570         return ((unsigned long)page->mapping & PAGE_MAPPING_ANON) != 0;
 571 }
 572
 573 /*
 574  * Return the pagecache index of the passed page.  Regular pagecache pages
 575  * use ->index whereas swapcache pages use ->private
 576  */
 577 static inline pgoff_t page_index(struct page *page)
 578 {
 579         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
 580                 return page_private(page);
 581         return page->index;
 582 }
 583
 584 /*
 585  * The atomic page->_mapcount, like _count, starts from -1:
 586  * so that transitions both from it and to it can be tracked,
 587  * using atomic_inc_and_test and atomic_add_negative(-1).
 588  */
 589 static inline void reset_page_mapcount(struct page *page)
 590 {
 591         atomic_set(&(page)->_mapcount, -1);
 592 }
 593
 594 static inline int page_mapcount(struct page *page)
 595 {
 596         return atomic_read(&(page)->_mapcount) + 1;
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Return true if this page is mapped into pagetables.
 601  */
 602 static inline int page_mapped(struct page *page)
 603 {
 604         return atomic_read(&(page)->_mapcount) >= 0;
 605 }
 606
 607 /*
 608  * Error return values for the *_nopage functions
 609  */
 610 #define NOPAGE_SIGBUS   (NULL)
 611 #define NOPAGE_OOM      ((struct page *) (-1))
 612
 613 /*
 614  * Different kinds of faults, as returned by handle_mm_fault().
 615  * Used to decide whether a process gets delivered SIGBUS or
 616  * just gets major/minor fault counters bumped up.
 617  */
 618 #define VM_FAULT_OOM    0x00
 619 #define VM_FAULT_SIGBUS 0x01
 620 #define VM_FAULT_MINOR  0x02
 621 #define VM_FAULT_MAJOR  0x03
 622
 623 /*
 624  * Special case for get_user_pages.
 625  * Must be in a distinct bit from the above VM_FAULT_ flags.
 626  */
 627 #define VM_FAULT_WRITE  0x10
 628
 629 #define offset_in_page(p)       ((unsigned long)(p) & ~PAGE_MASK)
 630
 631 extern void show_free_areas(void);
 632
 633 #ifdef CONFIG_SHMEM
 634 struct page *shmem_nopage(struct vm_area_struct *vma,
 635                         unsigned long address, int *type);
 636 int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
 637 struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
 638                                         unsigned long addr);
 639 int shmem_lock(struct file *file, int lock, struct user_struct *user);
 640 #else
 641 #define shmem_nopage filemap_nopage
 642
 643 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
 644                              struct user_struct *user)
 645 {
 646         return 0;
 647 }
 648
 649 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
 650                                    struct mempolicy *new)
 651 {
 652         return 0;
 653 }
 654
 655 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
 656                                                  unsigned long addr)
 657 {
 658         return NULL;
 659 }
 660 #endif
 661 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
 662 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
 663
 664 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
 665
 666 #ifndef CONFIG_MMU
 667 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
 668                                              unsigned long addr,
 669                                              unsigned long len,
 670                                              unsigned long pgoff,
 671                                              unsigned long flags);
 672 #endif
 673
 674 static inline int can_do_mlock(void)
 675 {
 676         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
 677                 return 1;
 678         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
 679                 return 1;
 680         return 0;
 681 }
 682 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
 683 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
 684
 685 /*
 686  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
 687  */
 688 struct zap_details {
 689         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
 690         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
 691         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
 692         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
 693         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
 694         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
 695 };
 696
 697 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
 698 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 699                 unsigned long size, struct zap_details *);
 700 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
 701                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
 702                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
 703                 struct zap_details *);
 704 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
 705                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
 706 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
 707                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
 708 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
 709                         struct vm_area_struct *vma);
 710 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
 711                         unsigned long size, pgprot_t prot);
 712 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
 713                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
 714
 715 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
 716                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
 717 {
 718         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
 719 }
 720
 721 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
 722 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
 723 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
 724 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
 725
 726 #ifdef CONFIG_MMU
 727 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
 728                         unsigned long address, int write_access);
 729
 730 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
 731                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 732                         int write_access)
 733 {
 734         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
 735                                 (~VM_FAULT_WRITE);
 736 }
 737 #else
 738 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
 739                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 740                         int write_access)
 741 {
 742         /* should never happen if there's no MMU */
 743         BUG();
 744         return VM_FAULT_SIGBUS;
 745 }
 746 #endif
 747
 748 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
 749 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
 750 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
 751
 752 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 753                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
 754 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
 755
 756 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
 757 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
 758 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
 759                                 struct page *page);
 760 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
 761 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
 762 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
 763
 764 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
 765                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
 766                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
 767
 768 /*
 769  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
 770  *
 771  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
 772  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
 773  *
 774  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
 775  *
 776  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
 777  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
 778  */
 779 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
 780
 781 /*
 782  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
 783  * to recreate one of the objects that these functions age.
 784  */
 785
 786 #define DEFAULT_SEEKS 2
 787 struct shrinker;
 788 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
 789 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
 790
 791 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
 792
 793 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
 794 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
 795 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
 796 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
 797
 798 /*
 799  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
 800  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
 801  */
 802 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
 803 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
 804 {
 805         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
 806                 NULL: pud_offset(pgd, address);
 807 }
 808
 809 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
 810 {
 811         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
 812                 NULL: pmd_offset(pud, address);
 813 }
 814 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
 815
 816 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
 817 /*
 818  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
 819  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
 820  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
 821  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
 822  */
 823 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
 824 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
 825         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
 826 } while (0)
 827 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
 828 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
 829 #else
 830 /*
 831  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
 832  */
 833 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
 834 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
 835 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
 836 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
 837
 838 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
 839 ({                                                      \
 840         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
 841         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
 842         *(ptlp) = __ptl;                                \
 843         spin_lock(__ptl);                               \
 844         __pte;                                          \
 845 })
 846
 847 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
 848         spin_unlock(ptl);                               \
 849         pte_unmap(pte);                                 \
 850 } while (0)
 851
 852 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
 853         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
 854                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
 855
 856 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
 857         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
 858                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
 859
 860 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
 861         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
 862                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
 863
 864 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
 865 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
 866         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn,
 867         unsigned long *zholes_size);
 868 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
 869 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
 870 extern void mem_init(void);
 871 extern void show_mem(void);
 872 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
 873 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
 874
 875 #ifdef CONFIG_NUMA
 876 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
 877 #else
 878 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
 879 #endif
 880
 881 /* prio_tree.c */
 882 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
 883 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
 884 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
 885 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
 886         struct prio_tree_iter *iter);
 887
 888 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
 889         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
 890                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
 891
 892 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
 893                                         struct list_head *list)
 894 {
 895         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
 896         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
 897 }
 898
 899 /* mmap.c */
 900 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
 901 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 902         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
 903 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
 904         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
 905         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
 906         struct mempolicy *);
 907 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
 908 extern int split_vma(struct mm_struct *,
 909         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
 910 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
 911 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
 912         struct rb_node **, struct rb_node *);
 913 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
 914 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
 915         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
 916 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
 917 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
 918
 919 extern unsigned long get_unmapped_area(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
 920
 921 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
 922         unsigned long len, unsigned long prot,
 923         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
 924
 925 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
 926         unsigned long len, unsigned long prot,
 927         unsigned long flag, unsigned long offset)
 928 {
 929         unsigned long ret = -EINVAL;
 930         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
 931                 goto out;
 932         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
 933                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
 934 out:
 935         return ret;
 936 }
 937
 938 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
 939
 940 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
 941
 942 /* filemap.c */
 943 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
 944 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
 945 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
 946                                        loff_t lstart, loff_t lend);
 947
 948 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
 949 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
 950 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
 951                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
 952
 953 /* mm/page-writeback.c */
 954 int write_one_page(struct page *page, int wait);
 955
 956 /* readahead.c */
 957 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
 958 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
 959 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
 960                                          * turning readahead off */
 961
 962 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
 963                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
 964 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
 965                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
 966 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
 967                           struct file_ra_state *ra,
 968                           struct file *filp,
 969                           pgoff_t offset,
 970                           unsigned long size);
 971 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping,
 972                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
 973 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
 974
 975 /* Do stack extension */
 976 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
 977 #ifdef CONFIG_IA64
 978 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
 979 #endif
 980
 981 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
 982 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
 983 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
 984                                              struct vm_area_struct **pprev);
 985
 986 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
 987    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
 988 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
 989 {
 990         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
 991
 992         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
 993                 vma = NULL;
 994         return vma;
 995 }
 996
 997 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
 998 {
 999         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1000 }
1001
1002 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1003 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1004 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1005 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1006                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1007 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1008
1009 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1010                         unsigned int foll_flags);
1011 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1012 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1013 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1014 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1015
1016 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1017 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1018 #else
1019 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1020                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1021 {
1022 }
1023 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1024
1025 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1026 static inline void
1027 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1028 {
1029         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1030                 mutex_debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1031                                                  numpages * PAGE_SIZE);
1032 }
1033 #endif
1034
1035 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1036 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1037 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1038 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1039 #else
1040 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1041 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1042 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1043
1044 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1045 #define OOM_DISABLE -17
1046
1047 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1048                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1049 int shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1050                         unsigned long lru_pages);
1051 void drop_pagecache(void);
1052 void drop_slab(void);
1053
1054 extern int randomize_va_space;
1055
1056 #endif /* __KERNEL__ */
1057 #endif /* _LINUX_MM_H */