Merge to Fedora kernel-2.6.18-1.2224_FC5 patched with stable patch-2.6.18.1-vs2.0...
[linux-2.6.git] / 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/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 #include <linux/mutex.h>
17 #include <linux/debug_locks.h>
18 #include <linux/backing-dev.h>
19
20 struct mempolicy;
21 struct anon_vma;
22
23 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM          /* Don't use mapnrs, do it properly */
24 extern unsigned long max_mapnr;
25 #endif
26
27 extern unsigned long num_physpages;
28 extern void * high_memory;
29 extern unsigned long vmalloc_earlyreserve;
30 extern int page_cluster;
31
32 #ifdef CONFIG_SYSCTL
33 extern int sysctl_legacy_va_layout;
34 #else
35 #define sysctl_legacy_va_layout 0
36 #endif
37
38 #include <asm/page.h>
39 #include <asm/pgtable.h>
40 #include <asm/processor.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_PFNMAP       0x00000400      /* Page-ranges managed without "struct page", just pure PFN */
150 #define VM_DENYWRITE    0x00000800      /* ETXTBSY on write attempts.. */
151
152 #define VM_EXECUTABLE   0x00001000
153 #define VM_LOCKED       0x00002000
154 #define VM_IO           0x00004000      /* Memory mapped I/O or similar */
155
156                                         /* Used by sys_madvise() */
157 #define VM_SEQ_READ     0x00008000      /* App will access data sequentially */
158 #define VM_RAND_READ    0x00010000      /* App will not benefit from clustered reads */
159
160 #define VM_DONTCOPY     0x00020000      /* Do not copy this vma on fork */
161 #define VM_DONTEXPAND   0x00040000      /* Cannot expand with mremap() */
162 #define VM_RESERVED     0x00080000      /* Count as reserved_vm like IO */
163 #define VM_ACCOUNT      0x00100000      /* Is a VM accounted object */
164 #define VM_HUGETLB      0x00400000      /* Huge TLB Page VM */
165 #define VM_NONLINEAR    0x00800000      /* Is non-linear (remap_file_pages) */
166 #define VM_MAPPED_COPY  0x01000000      /* T if mapped copy of data (nommu mmap) */
167 #define VM_INSERTPAGE   0x02000000      /* The vma has had "vm_insert_page()" done on it */
168 #ifdef CONFIG_XEN
169 #define VM_FOREIGN      0x04000000      /* Has pages belonging to another VM */
170 #endif
171
172 #ifndef VM_STACK_DEFAULT_FLAGS          /* arch can override this */
173 #define VM_STACK_DEFAULT_FLAGS VM_DATA_DEFAULT_FLAGS
174 #endif
175
176 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
177 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSUP | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
178 #else
179 #define VM_STACK_FLAGS  (VM_GROWSDOWN | VM_STACK_DEFAULT_FLAGS | VM_ACCOUNT)
180 #endif
181
182 #define VM_READHINTMASK                 (VM_SEQ_READ | VM_RAND_READ)
183 #define VM_ClearReadHint(v)             (v)->vm_flags &= ~VM_READHINTMASK
184 #define VM_NormalReadHint(v)            (!((v)->vm_flags & VM_READHINTMASK))
185 #define VM_SequentialReadHint(v)        ((v)->vm_flags & VM_SEQ_READ)
186 #define VM_RandomReadHint(v)            ((v)->vm_flags & VM_RAND_READ)
187
188 /*
189  * mapping from the currently active vm_flags protection bits (the
190  * low four bits) to a page protection mask..
191  */
192 extern pgprot_t protection_map[16];
193
194
195 /*
196  * These are the virtual MM functions - opening of an area, closing and
197  * unmapping it (needed to keep files on disk up-to-date etc), pointer
198  * to the functions called when a no-page or a wp-page exception occurs. 
199  */
200 struct vm_operations_struct {
201         void (*open)(struct vm_area_struct * area);
202         void (*close)(struct vm_area_struct * area);
203         struct page * (*nopage)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, int *type);
204         int (*populate)(struct vm_area_struct * area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, int nonblock);
205
206         /* notification that a previously read-only page is about to become
207          * writable, if an error is returned it will cause a SIGBUS */
208         int (*page_mkwrite)(struct vm_area_struct *vma, struct page *page);
209 #ifdef CONFIG_NUMA
210         int (*set_policy)(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new);
211         struct mempolicy *(*get_policy)(struct vm_area_struct *vma,
212                                         unsigned long addr);
213         int (*migrate)(struct vm_area_struct *vma, const nodemask_t *from,
214                 const nodemask_t *to, unsigned long flags);
215 #endif
216 };
217
218 struct mmu_gather;
219 struct inode;
220
221 /*
222  * Each physical page in the system has a struct page associated with
223  * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the
224  * moment. Note that we have no way to track which tasks are using
225  * a page.
226  */
227 struct page {
228         unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly
229                                          * updated asynchronously */
230         atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */
231         atomic_t _mapcount;             /* Count of ptes mapped in mms,
232                                          * to show when page is mapped
233                                          * & limit reverse map searches.
234                                          */
235         union {
236             struct {
237                 unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:
238                                                  * usually used for buffer_heads
239                                                  * if PagePrivate set; used for
240                                                  * swp_entry_t if PageSwapCache;
241                                                  * indicates order in the buddy
242                                                  * system if PG_buddy is set.
243                                                  */
244                 struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
245                                                  * inode address_space, or NULL.
246                                                  * If page mapped as anonymous
247                                                  * memory, low bit is set, and
248                                                  * it points to anon_vma object:
249                                                  * see PAGE_MAPPING_ANON below.
250                                                  */
251             };
252 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
253             spinlock_t ptl;
254 #endif
255         };
256         pgoff_t index;                  /* Our offset within mapping. */
257         struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list
258                                          * protected by zone->lru_lock !
259                                          */
260         /*
261          * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,
262          * we can simply calculate the virtual address. On machines with
263          * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory
264          * dynamically, so we need a place to store that address.
265          * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)
266          *
267          * Architectures with slow multiplication can define
268          * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h
269          */
270 #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
271         void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if
272                                            not kmapped, ie. highmem) */
273 #endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */
274 };
275
276 #define page_private(page)              ((page)->private)
277 #define set_page_private(page, v)       ((page)->private = (v))
278
279 /*
280  * FIXME: take this include out, include page-flags.h in
281  * files which need it (119 of them)
282  */
283 #include <linux/page-flags.h>
284
285 /*
286  * Methods to modify the page usage count.
287  *
288  * What counts for a page usage:
289  * - cache mapping   (page->mapping)
290  * - private data    (page->private)
291  * - page mapped in a task's page tables, each mapping
292  *   is counted separately
293  *
294  * Also, many kernel routines increase the page count before a critical
295  * routine so they can be sure the page doesn't go away from under them.
296  */
297
298 /*
299  * Drop a ref, return true if the logical refcount fell to zero (the page has
300  * no users)
301  */
302 static inline int put_page_testzero(struct page *page)
303 {
304         BUG_ON(atomic_read(&page->_count) == 0);
305         return atomic_dec_and_test(&page->_count);
306 }
307
308 /*
309  * Try to grab a ref unless the page has a refcount of zero, return false if
310  * that is the case.
311  */
312 static inline int get_page_unless_zero(struct page *page)
313 {
314         return atomic_inc_not_zero(&page->_count);
315 }
316
317 extern void FASTCALL(__page_cache_release(struct page *));
318
319 static inline int page_count(struct page *page)
320 {
321         if (unlikely(PageCompound(page)))
322                 page = (struct page *)page_private(page);
323         return atomic_read(&page->_count);
324 }
325
326 static inline void get_page(struct page *page)
327 {
328         if (unlikely(PageCompound(page)))
329                 page = (struct page *)page_private(page);
330         atomic_inc(&page->_count);
331 }
332
333 /*
334  * Setup the page count before being freed into the page allocator for
335  * the first time (boot or memory hotplug)
336  */
337 static inline void init_page_count(struct page *page)
338 {
339         atomic_set(&page->_count, 1);
340 }
341
342 void put_page(struct page *page);
343 void put_pages_list(struct list_head *pages);
344
345 void split_page(struct page *page, unsigned int order);
346
347 /*
348  * Multiple processes may "see" the same page. E.g. for untouched
349  * mappings of /dev/null, all processes see the same page full of
350  * zeroes, and text pages of executables and shared libraries have
351  * only one copy in memory, at most, normally.
352  *
353  * For the non-reserved pages, page_count(page) denotes a reference count.
354  *   page_count() == 0 means the page is free. page->lru is then used for
355  *   freelist management in the buddy allocator.
356  *   page_count() == 1 means the page is used for exactly one purpose
357  *   (e.g. a private data page of one process).
358  *
359  * A page may be used for kmalloc() or anyone else who does a
360  * __get_free_page(). In this case the page_count() is at least 1, and
361  * all other fields are unused but should be 0 or NULL. The
362  * management of this page is the responsibility of the one who uses
363  * it.
364  *
365  * The other pages (we may call them "process pages") are completely
366  * managed by the Linux memory manager: I/O, buffers, swapping etc.
367  * The following discussion applies only to them.
368  *
369  * A page may belong to an inode's memory mapping. In this case,
370  * page->mapping is the pointer to the inode, and page->index is the
371  * file offset of the page, in units of PAGE_CACHE_SIZE.
372  *
373  * A page contains an opaque `private' member, which belongs to the
374  * page's address_space.  Usually, this is the address of a circular
375  * list of the page's disk buffers.
376  *
377  * For pages belonging to inodes, the page_count() is the number of
378  * attaches, plus 1 if `private' contains something, plus one for
379  * the page cache itself.
380  *
381  * Instead of keeping dirty/clean pages in per address-space lists, we instead
382  * now tag pages as dirty/under writeback in the radix tree.
383  *
384  * There is also a per-mapping radix tree mapping index to the page
385  * in memory if present. The tree is rooted at mapping->root.  
386  *
387  * All process pages can do I/O:
388  * - inode pages may need to be read from disk,
389  * - inode pages which have been modified and are MAP_SHARED may need
390  *   to be written to disk,
391  * - private pages which have been modified may need to be swapped out
392  *   to swap space and (later) to be read back into memory.
393  */
394
395 /*
396  * The zone field is never updated after free_area_init_core()
397  * sets it, so none of the operations on it need to be atomic.
398  */
399
400
401 /*
402  * page->flags layout:
403  *
404  * There are three possibilities for how page->flags get
405  * laid out.  The first is for the normal case, without
406  * sparsemem.  The second is for sparsemem when there is
407  * plenty of space for node and section.  The last is when
408  * we have run out of space and have to fall back to an
409  * alternate (slower) way of determining the node.
410  *
411  *        No sparsemem: |       NODE     | ZONE | ... | FLAGS |
412  * with space for node: | SECTION | NODE | ZONE | ... | FLAGS |
413  *   no space for node: | SECTION |     ZONE    | ... | FLAGS |
414  */
415 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
416 #define SECTIONS_WIDTH          SECTIONS_SHIFT
417 #else
418 #define SECTIONS_WIDTH          0
419 #endif
420
421 #define ZONES_WIDTH             ZONES_SHIFT
422
423 #if SECTIONS_WIDTH+ZONES_WIDTH+NODES_SHIFT <= FLAGS_RESERVED
424 #define NODES_WIDTH             NODES_SHIFT
425 #else
426 #define NODES_WIDTH             0
427 #endif
428
429 /* Page flags: | [SECTION] | [NODE] | ZONE | ... | FLAGS | */
430 #define SECTIONS_PGOFF          ((sizeof(unsigned long)*8) - SECTIONS_WIDTH)
431 #define NODES_PGOFF             (SECTIONS_PGOFF - NODES_WIDTH)
432 #define ZONES_PGOFF             (NODES_PGOFF - ZONES_WIDTH)
433
434 /*
435  * We are going to use the flags for the page to node mapping if its in
436  * there.  This includes the case where there is no node, so it is implicit.
437  */
438 #define FLAGS_HAS_NODE          (NODES_WIDTH > 0 || NODES_SHIFT == 0)
439
440 #ifndef PFN_SECTION_SHIFT
441 #define PFN_SECTION_SHIFT 0
442 #endif
443
444 /*
445  * Define the bit shifts to access each section.  For non-existant
446  * sections we define the shift as 0; that plus a 0 mask ensures
447  * the compiler will optimise away reference to them.
448  */
449 #define SECTIONS_PGSHIFT        (SECTIONS_PGOFF * (SECTIONS_WIDTH != 0))
450 #define NODES_PGSHIFT           (NODES_PGOFF * (NODES_WIDTH != 0))
451 #define ZONES_PGSHIFT           (ZONES_PGOFF * (ZONES_WIDTH != 0))
452
453 /* NODE:ZONE or SECTION:ZONE is used to lookup the zone from a page. */
454 #if FLAGS_HAS_NODE
455 #define ZONETABLE_SHIFT         (NODES_SHIFT + ZONES_SHIFT)
456 #else
457 #define ZONETABLE_SHIFT         (SECTIONS_SHIFT + ZONES_SHIFT)
458 #endif
459 #define ZONETABLE_PGSHIFT       ZONES_PGSHIFT
460
461 #if SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
462 #error SECTIONS_WIDTH+NODES_WIDTH+ZONES_WIDTH > FLAGS_RESERVED
463 #endif
464
465 #define ZONES_MASK              ((1UL << ZONES_WIDTH) - 1)
466 #define NODES_MASK              ((1UL << NODES_WIDTH) - 1)
467 #define SECTIONS_MASK           ((1UL << SECTIONS_WIDTH) - 1)
468 #define ZONETABLE_MASK          ((1UL << ZONETABLE_SHIFT) - 1)
469
470 static inline unsigned long page_zonenum(struct page *page)
471 {
472         return (page->flags >> ZONES_PGSHIFT) & ZONES_MASK;
473 }
474
475 struct zone;
476 extern struct zone *zone_table[];
477
478 static inline int page_zone_id(struct page *page)
479 {
480         return (page->flags >> ZONETABLE_PGSHIFT) & ZONETABLE_MASK;
481 }
482 static inline struct zone *page_zone(struct page *page)
483 {
484         return zone_table[page_zone_id(page)];
485 }
486
487 static inline unsigned long page_to_nid(struct page *page)
488 {
489         if (FLAGS_HAS_NODE)
490                 return (page->flags >> NODES_PGSHIFT) & NODES_MASK;
491         else
492                 return page_zone(page)->zone_pgdat->node_id;
493 }
494 static inline unsigned long page_to_section(struct page *page)
495 {
496         return (page->flags >> SECTIONS_PGSHIFT) & SECTIONS_MASK;
497 }
498
499 static inline void set_page_zone(struct page *page, unsigned long zone)
500 {
501         page->flags &= ~(ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT);
502         page->flags |= (zone & ZONES_MASK) << ZONES_PGSHIFT;
503 }
504 static inline void set_page_node(struct page *page, unsigned long node)
505 {
506         page->flags &= ~(NODES_MASK << NODES_PGSHIFT);
507         page->flags |= (node & NODES_MASK) << NODES_PGSHIFT;
508 }
509 static inline void set_page_section(struct page *page, unsigned long section)
510 {
511         page->flags &= ~(SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
512         page->flags |= (section & SECTIONS_MASK) << SECTIONS_PGSHIFT;
513 }
514
515 static inline void set_page_links(struct page *page, unsigned long zone,
516         unsigned long node, unsigned long pfn)
517 {
518         set_page_zone(page, zone);
519         set_page_node(page, node);
520         set_page_section(page, pfn_to_section_nr(pfn));
521 }
522
523 /*
524  * Some inline functions in vmstat.h depend on page_zone()
525  */
526 #include <linux/vmstat.h>
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 __always_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
661 static inline int shmem_lock(struct file *file, int lock,
662                              struct user_struct *user)
663 {
664         return 0;
665 }
666
667 static inline int shmem_set_policy(struct vm_area_struct *vma,
668                                    struct mempolicy *new)
669 {
670         return 0;
671 }
672
673 static inline struct mempolicy *shmem_get_policy(struct vm_area_struct *vma,
674                                                  unsigned long addr)
675 {
676         return NULL;
677 }
678 #endif
679 struct file *shmem_file_setup(char *name, loff_t size, unsigned long flags);
680 extern int shmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma);
681
682 int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *);
683
684 #ifndef CONFIG_MMU
685 extern unsigned long shmem_get_unmapped_area(struct file *file,
686                                              unsigned long addr,
687                                              unsigned long len,
688                                              unsigned long pgoff,
689                                              unsigned long flags);
690 #endif
691
692 static inline int can_do_mlock(void)
693 {
694         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
695                 return 1;
696         if (current->signal->rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur != 0)
697                 return 1;
698         return 0;
699 }
700 extern int user_shm_lock(size_t, struct user_struct *);
701 extern void user_shm_unlock(size_t, struct user_struct *);
702
703 /*
704  * Parameter block passed down to zap_pte_range in exceptional cases.
705  */
706 struct zap_details {
707         struct vm_area_struct *nonlinear_vma;   /* Check page->index if set */
708         struct address_space *check_mapping;    /* Check page->mapping if set */
709         pgoff_t first_index;                    /* Lowest page->index to unmap */
710         pgoff_t last_index;                     /* Highest page->index to unmap */
711         spinlock_t *i_mmap_lock;                /* For unmap_mapping_range: */
712         unsigned long truncate_count;           /* Compare vm_truncate_count */
713 };
714
715 struct page *vm_normal_page(struct vm_area_struct *, unsigned long, pte_t);
716 unsigned long zap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
717                 unsigned long size, struct zap_details *);
718 unsigned long unmap_vmas(struct mmu_gather **tlb,
719                 struct vm_area_struct *start_vma, unsigned long start_addr,
720                 unsigned long end_addr, unsigned long *nr_accounted,
721                 struct zap_details *);
722 void free_pgd_range(struct mmu_gather **tlb, unsigned long addr,
723                 unsigned long end, unsigned long floor, unsigned long ceiling);
724 void free_pgtables(struct mmu_gather **tlb, struct vm_area_struct *start_vma,
725                 unsigned long floor, unsigned long ceiling);
726 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
727                         struct vm_area_struct *vma);
728 int zeromap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
729                         unsigned long size, pgprot_t prot);
730 void unmap_mapping_range(struct address_space *mapping,
731                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen, int even_cows);
732
733 static inline void unmap_shared_mapping_range(struct address_space *mapping,
734                 loff_t const holebegin, loff_t const holelen)
735 {
736         unmap_mapping_range(mapping, holebegin, holelen, 0);
737 }
738
739 extern int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset);
740 extern int vmtruncate_range(struct inode * inode, loff_t offset, loff_t end);
741 extern int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot);
742 extern int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot);
743
744 #ifdef CONFIG_MMU
745 extern int __handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,struct vm_area_struct *vma,
746                         unsigned long address, int write_access);
747
748 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
749                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
750                         int write_access)
751 {
752         return __handle_mm_fault(mm, vma, address, write_access) &
753                                 (~VM_FAULT_WRITE);
754 }
755 #else
756 static inline int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm,
757                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
758                         int write_access)
759 {
760         /* should never happen if there's no MMU */
761         BUG();
762         return VM_FAULT_SIGBUS;
763 }
764 #endif
765
766 extern int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end);
767 extern int access_process_vm(struct task_struct *tsk, unsigned long addr, void *buf, int len, int write);
768 void install_arg_page(struct vm_area_struct *, struct page *, unsigned long);
769
770 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
771                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas);
772 void print_bad_pte(struct vm_area_struct *, pte_t, unsigned long);
773
774 int __set_page_dirty_buffers(struct page *page);
775 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
776 int redirty_page_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
777                                 struct page *page);
778 int FASTCALL(set_page_dirty(struct page *page));
779 int set_page_dirty_lock(struct page *page);
780 int clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
781
782 extern unsigned long do_mremap(unsigned long addr,
783                                unsigned long old_len, unsigned long new_len,
784                                unsigned long flags, unsigned long new_addr);
785
786 /*
787  * Prototype to add a shrinker callback for ageable caches.
788  * 
789  * These functions are passed a count `nr_to_scan' and a gfpmask.  They should
790  * scan `nr_to_scan' objects, attempting to free them.
791  *
792  * The callback must return the number of objects which remain in the cache.
793  *
794  * The callback will be passed nr_to_scan == 0 when the VM is querying the
795  * cache size, so a fastpath for that case is appropriate.
796  */
797 typedef int (*shrinker_t)(int nr_to_scan, gfp_t gfp_mask);
798
799 /*
800  * Add an aging callback.  The int is the number of 'seeks' it takes
801  * to recreate one of the objects that these functions age.
802  */
803
804 #define DEFAULT_SEEKS 2
805 struct shrinker;
806 extern struct shrinker *set_shrinker(int, shrinker_t);
807 extern void remove_shrinker(struct shrinker *shrinker);
808
809 /*
810  * Some shared mappigns will want the pages marked read-only
811  * to track write events. If so, we'll downgrade vm_page_prot
812  * to the private version (using protection_map[] without the
813  * VM_SHARED bit).
814  */
815 static inline int vma_wants_writenotify(struct vm_area_struct *vma)
816 {
817         unsigned int vm_flags = vma->vm_flags;
818
819         /* If it was private or non-writable, the write bit is already clear */
820         if ((vm_flags & (VM_WRITE|VM_SHARED)) != ((VM_WRITE|VM_SHARED)))
821                 return 0;
822
823         /* The backer wishes to know when pages are first written to? */
824         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->page_mkwrite)
825                 return 1;
826
827         /* The open routine did something to the protections already? */
828         if (pgprot_val(vma->vm_page_prot) !=
829             pgprot_val(protection_map[vm_flags &
830                     (VM_READ|VM_WRITE|VM_EXEC|VM_SHARED)]))
831                 return 0;
832
833         /* Specialty mapping? */
834         if (vm_flags & (VM_PFNMAP|VM_INSERTPAGE))
835                 return 0;
836
837         /* Can the mapping track the dirty pages? */
838         return vma->vm_file && vma->vm_file->f_mapping &&
839                 mapping_cap_account_dirty(vma->vm_file->f_mapping);
840 }
841
842 extern pte_t *FASTCALL(get_locked_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, spinlock_t **ptl));
843
844 int __pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address);
845 int __pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address);
846 int __pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address);
847 int __pte_alloc_kernel(pmd_t *pmd, unsigned long address);
848
849 /*
850  * The following ifdef needed to get the 4level-fixup.h header to work.
851  * Remove it when 4level-fixup.h has been removed.
852  */
853 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK)
854 static inline pud_t *pud_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
855 {
856         return (unlikely(pgd_none(*pgd)) && __pud_alloc(mm, pgd, address))?
857                 NULL: pud_offset(pgd, address);
858 }
859
860 static inline pmd_t *pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pud_t *pud, unsigned long address)
861 {
862         return (unlikely(pud_none(*pud)) && __pmd_alloc(mm, pud, address))?
863                 NULL: pmd_offset(pud, address);
864 }
865 #endif /* CONFIG_MMU && !__ARCH_HAS_4LEVEL_HACK */
866
867 #if NR_CPUS >= CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS
868 /*
869  * We tuck a spinlock to guard each pagetable page into its struct page,
870  * at page->private, with BUILD_BUG_ON to make sure that this will not
871  * overflow into the next struct page (as it might with DEBUG_SPINLOCK).
872  * When freeing, reset page->mapping so free_pages_check won't complain.
873  */
874 #define __pte_lockptr(page)     &((page)->ptl)
875 #define pte_lock_init(_page)    do {                                    \
876         spin_lock_init(__pte_lockptr(_page));                           \
877 } while (0)
878 #define pte_lock_deinit(page)   ((page)->mapping = NULL)
879 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(mm); __pte_lockptr(pmd_page(*(pmd)));})
880 #else
881 /*
882  * We use mm->page_table_lock to guard all pagetable pages of the mm.
883  */
884 #define pte_lock_init(page)     do {} while (0)
885 #define pte_lock_deinit(page)   do {} while (0)
886 #define pte_lockptr(mm, pmd)    ({(void)(pmd); &(mm)->page_table_lock;})
887 #endif /* NR_CPUS < CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS */
888
889 #define pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)     \
890 ({                                                      \
891         spinlock_t *__ptl = pte_lockptr(mm, pmd);       \
892         pte_t *__pte = pte_offset_map(pmd, address);    \
893         *(ptlp) = __ptl;                                \
894         spin_lock(__ptl);                               \
895         __pte;                                          \
896 })
897
898 #define pte_unmap_unlock(pte, ptl)      do {            \
899         spin_unlock(ptl);                               \
900         pte_unmap(pte);                                 \
901 } while (0)
902
903 #define pte_alloc_map(mm, pmd, address)                 \
904         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
905                 NULL: pte_offset_map(pmd, address))
906
907 #define pte_alloc_map_lock(mm, pmd, address, ptlp)      \
908         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc(mm, pmd, address))? \
909                 NULL: pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, ptlp))
910
911 #define pte_alloc_kernel(pmd, address)                  \
912         ((unlikely(!pmd_present(*(pmd))) && __pte_alloc_kernel(pmd, address))? \
913                 NULL: pte_offset_kernel(pmd, address))
914
915 extern void free_area_init(unsigned long * zones_size);
916 extern void free_area_init_node(int nid, pg_data_t *pgdat,
917         unsigned long * zones_size, unsigned long zone_start_pfn, 
918         unsigned long *zholes_size);
919 extern void memmap_init_zone(unsigned long, int, unsigned long, unsigned long);
920 extern void setup_per_zone_pages_min(void);
921 extern void mem_init(void);
922 extern void show_mem(void);
923 extern void si_meminfo(struct sysinfo * val);
924 extern void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid);
925
926 #ifdef CONFIG_NUMA
927 extern void setup_per_cpu_pageset(void);
928 #else
929 static inline void setup_per_cpu_pageset(void) {}
930 #endif
931
932 /* prio_tree.c */
933 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *, struct vm_area_struct *old);
934 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
935 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *, struct prio_tree_root *);
936 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
937         struct prio_tree_iter *iter);
938
939 #define vma_prio_tree_foreach(vma, iter, root, begin, end)      \
940         for (prio_tree_iter_init(iter, root, begin, end), vma = NULL;   \
941                 (vma = vma_prio_tree_next(vma, iter)); )
942
943 static inline void vma_nonlinear_insert(struct vm_area_struct *vma,
944                                         struct list_head *list)
945 {
946         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
947         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list, list);
948 }
949
950 /* mmap.c */
951 extern int __vm_enough_memory(long pages, int cap_sys_admin);
952 extern void vma_adjust(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
953         unsigned long end, pgoff_t pgoff, struct vm_area_struct *insert);
954 extern struct vm_area_struct *vma_merge(struct mm_struct *,
955         struct vm_area_struct *prev, unsigned long addr, unsigned long end,
956         unsigned long vm_flags, struct anon_vma *, struct file *, pgoff_t,
957         struct mempolicy *);
958 extern struct anon_vma *find_mergeable_anon_vma(struct vm_area_struct *);
959 extern int split_vma(struct mm_struct *,
960         struct vm_area_struct *, unsigned long addr, int new_below);
961 extern int insert_vm_struct(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *);
962 extern void __vma_link_rb(struct mm_struct *, struct vm_area_struct *,
963         struct rb_node **, struct rb_node *);
964 extern void unlink_file_vma(struct vm_area_struct *);
965 extern struct vm_area_struct *copy_vma(struct vm_area_struct **,
966         unsigned long addr, unsigned long len, pgoff_t pgoff);
967 extern void exit_mmap(struct mm_struct *);
968 extern int may_expand_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long npages);
969
970 extern unsigned long get_unmapped_area_prot(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long, int);
971
972
973 static inline unsigned long get_unmapped_area(struct file * file, unsigned long addr,
974                 unsigned long len, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
975 {
976         return get_unmapped_area_prot(file, addr, len, pgoff, flags, 0);
977 }
978
979 extern int install_special_mapping(struct mm_struct *mm,
980                                    unsigned long addr, unsigned long len,
981                                    unsigned long vm_flags, pgprot_t pgprot,
982                                    struct page **pages);
983
984 extern unsigned long do_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
985         unsigned long len, unsigned long prot,
986         unsigned long flag, unsigned long pgoff);
987
988 static inline unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
989         unsigned long len, unsigned long prot,
990         unsigned long flag, unsigned long offset)
991 {
992         unsigned long ret = -EINVAL;
993         if ((offset + PAGE_ALIGN(len)) < offset)
994                 goto out;
995         if (!(offset & ~PAGE_MASK))
996                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
997 out:
998         return ret;
999 }
1000
1001 extern int do_munmap(struct mm_struct *, unsigned long, size_t);
1002
1003 extern unsigned long do_brk(unsigned long, unsigned long);
1004
1005 /* filemap.c */
1006 extern unsigned long page_unuse(struct page *);
1007 extern void truncate_inode_pages(struct address_space *, loff_t);
1008 extern void truncate_inode_pages_range(struct address_space *,
1009                                        loff_t lstart, loff_t lend);
1010
1011 /* generic vm_area_ops exported for stackable file systems */
1012 extern struct page *filemap_nopage(struct vm_area_struct *, unsigned long, int *);
1013 extern int filemap_populate(struct vm_area_struct *, unsigned long,
1014                 unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
1015
1016 /* mm/page-writeback.c */
1017 int write_one_page(struct page *page, int wait);
1018
1019 /* readahead.c */
1020 #define VM_MAX_READAHEAD        128     /* kbytes */
1021 #define VM_MIN_READAHEAD        16      /* kbytes (includes current page) */
1022 #define VM_MAX_CACHE_HIT        256     /* max pages in a row in cache before
1023                                          * turning readahead off */
1024
1025 int do_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1026                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1027 int force_page_cache_readahead(struct address_space *mapping, struct file *filp,
1028                         pgoff_t offset, unsigned long nr_to_read);
1029 unsigned long page_cache_readahead(struct address_space *mapping,
1030                           struct file_ra_state *ra,
1031                           struct file *filp,
1032                           pgoff_t offset,
1033                           unsigned long size);
1034 void handle_ra_miss(struct address_space *mapping,
1035                     struct file_ra_state *ra, pgoff_t offset);
1036 unsigned long max_sane_readahead(unsigned long nr);
1037
1038 /* Do stack extension */
1039 extern int expand_stack(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1040 #ifdef CONFIG_IA64
1041 extern int expand_upwards(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address);
1042 #endif
1043
1044 /* Look up the first VMA which satisfies  addr < vm_end,  NULL if none. */
1045 extern struct vm_area_struct * find_vma(struct mm_struct * mm, unsigned long addr);
1046 extern struct vm_area_struct * find_vma_prev(struct mm_struct * mm, unsigned long addr,
1047                                              struct vm_area_struct **pprev);
1048
1049 /* Look up the first VMA which intersects the interval start_addr..end_addr-1,
1050    NULL if none.  Assume start_addr < end_addr. */
1051 static inline struct vm_area_struct * find_vma_intersection(struct mm_struct * mm, unsigned long start_addr, unsigned long end_addr)
1052 {
1053         struct vm_area_struct * vma = find_vma(mm,start_addr);
1054
1055         if (vma && end_addr <= vma->vm_start)
1056                 vma = NULL;
1057         return vma;
1058 }
1059
1060 static inline unsigned long vma_pages(struct vm_area_struct *vma)
1061 {
1062         return (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
1063 }
1064
1065 pgprot_t vm_get_page_prot(unsigned long vm_flags);
1066 struct vm_area_struct *find_extend_vma(struct mm_struct *, unsigned long addr);
1067 struct page *vmalloc_to_page(void *addr);
1068 unsigned long vmalloc_to_pfn(void *addr);
1069 int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *, unsigned long addr,
1070                         unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t);
1071 int vm_insert_page(struct vm_area_struct *, unsigned long addr, struct page *);
1072
1073 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *, unsigned long address,
1074                         unsigned int foll_flags);
1075 #define FOLL_WRITE      0x01    /* check pte is writable */
1076 #define FOLL_TOUCH      0x02    /* mark page accessed */
1077 #define FOLL_GET        0x04    /* do get_page on page */
1078 #define FOLL_ANON       0x08    /* give ZERO_PAGE if no pgtable */
1079
1080 #ifdef CONFIG_XEN
1081 typedef int (*pte_fn_t)(pte_t *pte, struct page *pmd_page, unsigned long addr,
1082                         void *data);
1083 extern int apply_to_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
1084                                unsigned long size, pte_fn_t fn, void *data);
1085 #endif
1086
1087 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1088 void vm_stat_account(struct mm_struct *, unsigned long, struct file *, long);
1089 #else
1090 static inline void vm_stat_account(struct mm_struct *mm,
1091                         unsigned long flags, struct file *file, long pages)
1092 {
1093 }
1094 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1095
1096 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1097 static inline void
1098 kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1099 {
1100         if (!PageHighMem(page) && !enable)
1101                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
1102                                            numpages * PAGE_SIZE);
1103 }
1104 #endif
1105
1106 extern struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct task_struct *tsk);
1107 #ifdef  __HAVE_ARCH_GATE_AREA
1108 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1109 int in_gate_area(struct task_struct *task, unsigned long addr);
1110 #else
1111 int in_gate_area_no_task(unsigned long addr);
1112 #define in_gate_area(task, addr) ({(void)task; in_gate_area_no_task(addr);})
1113 #endif  /* __HAVE_ARCH_GATE_AREA */
1114
1115 /* /proc/<pid>/oom_adj set to -17 protects from the oom-killer */
1116 #define OOM_DISABLE -17
1117
1118 int drop_caches_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
1119                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
1120 unsigned long shrink_slab(unsigned long scanned, gfp_t gfp_mask,
1121                         unsigned long lru_pages);
1122 void drop_pagecache(void);
1123 void drop_slab(void);
1124
1125 #ifndef CONFIG_MMU
1126 #define randomize_va_space 0
1127 #else
1128 extern int randomize_va_space;
1129 #endif
1130
1131 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma);
1132
1133 #endif /* __KERNEL__ */
1134 #endif /* _LINUX_MM_H */