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