Create the ZONE_MOVABLE zone
[safe/jmp/linux-2.6] / include / linux / mmzone.h
1 #ifndef _LINUX_MMZONE_H
2 #define _LINUX_MMZONE_H
3
4 #ifdef __KERNEL__
5 #ifndef __ASSEMBLY__
6
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/list.h>
9 #include <linux/wait.h>
10 #include <linux/cache.h>
11 #include <linux/threads.h>
12 #include <linux/numa.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/seqlock.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <asm/atomic.h>
17 #include <asm/page.h>
18
19 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */
20 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
21 #define MAX_ORDER 11
22 #else
23 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
24 #endif
25 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
26
27 struct free_area {
28         struct list_head        free_list;
29         unsigned long           nr_free;
30 };
31
32 struct pglist_data;
33
34 /*
35  * zone->lock and zone->lru_lock are two of the hottest locks in the kernel.
36  * So add a wild amount of padding here to ensure that they fall into separate
37  * cachelines.  There are very few zone structures in the machine, so space
38  * consumption is not a concern here.
39  */
40 #if defined(CONFIG_SMP)
41 struct zone_padding {
42         char x[0];
43 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
44 #define ZONE_PADDING(name)      struct zone_padding name;
45 #else
46 #define ZONE_PADDING(name)
47 #endif
48
49 enum zone_stat_item {
50         /* First 128 byte cacheline (assuming 64 bit words) */
51         NR_FREE_PAGES,
52         NR_INACTIVE,
53         NR_ACTIVE,
54         NR_ANON_PAGES,  /* Mapped anonymous pages */
55         NR_FILE_MAPPED, /* pagecache pages mapped into pagetables.
56                            only modified from process context */
57         NR_FILE_PAGES,
58         NR_FILE_DIRTY,
59         NR_WRITEBACK,
60         /* Second 128 byte cacheline */
61         NR_SLAB_RECLAIMABLE,
62         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
63         NR_PAGETABLE,           /* used for pagetables */
64         NR_UNSTABLE_NFS,        /* NFS unstable pages */
65         NR_BOUNCE,
66         NR_VMSCAN_WRITE,
67 #ifdef CONFIG_NUMA
68         NUMA_HIT,               /* allocated in intended node */
69         NUMA_MISS,              /* allocated in non intended node */
70         NUMA_FOREIGN,           /* was intended here, hit elsewhere */
71         NUMA_INTERLEAVE_HIT,    /* interleaver preferred this zone */
72         NUMA_LOCAL,             /* allocation from local node */
73         NUMA_OTHER,             /* allocation from other node */
74 #endif
75         NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS };
76
77 struct per_cpu_pages {
78         int count;              /* number of pages in the list */
79         int high;               /* high watermark, emptying needed */
80         int batch;              /* chunk size for buddy add/remove */
81         struct list_head list;  /* the list of pages */
82 };
83
84 struct per_cpu_pageset {
85         struct per_cpu_pages pcp[2];    /* 0: hot.  1: cold */
86 #ifdef CONFIG_NUMA
87         s8 expire;
88 #endif
89 #ifdef CONFIG_SMP
90         s8 stat_threshold;
91         s8 vm_stat_diff[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
92 #endif
93 } ____cacheline_aligned_in_smp;
94
95 #ifdef CONFIG_NUMA
96 #define zone_pcp(__z, __cpu) ((__z)->pageset[(__cpu)])
97 #else
98 #define zone_pcp(__z, __cpu) (&(__z)->pageset[(__cpu)])
99 #endif
100
101 enum zone_type {
102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
103         /*
104          * ZONE_DMA is used when there are devices that are not able
105          * to do DMA to all of addressable memory (ZONE_NORMAL). Then we
106          * carve out the portion of memory that is needed for these devices.
107          * The range is arch specific.
108          *
109          * Some examples
110          *
111          * Architecture         Limit
112          * ---------------------------
113          * parisc, ia64, sparc  <4G
114          * s390                 <2G
115          * arm26                <48M
116          * arm                  Various
117          * alpha                Unlimited or 0-16MB.
118          *
119          * i386, x86_64 and multiple other arches
120          *                      <16M.
121          */
122         ZONE_DMA,
123 #endif
124 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
125         /*
126          * x86_64 needs two ZONE_DMAs because it supports devices that are
127          * only able to do DMA to the lower 16M but also 32 bit devices that
128          * can only do DMA areas below 4G.
129          */
130         ZONE_DMA32,
131 #endif
132         /*
133          * Normal addressable memory is in ZONE_NORMAL. DMA operations can be
134          * performed on pages in ZONE_NORMAL if the DMA devices support
135          * transfers to all addressable memory.
136          */
137         ZONE_NORMAL,
138 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
139         /*
140          * A memory area that is only addressable by the kernel through
141          * mapping portions into its own address space. This is for example
142          * used by i386 to allow the kernel to address the memory beyond
143          * 900MB. The kernel will set up special mappings (page
144          * table entries on i386) for each page that the kernel needs to
145          * access.
146          */
147         ZONE_HIGHMEM,
148 #endif
149         ZONE_MOVABLE,
150         MAX_NR_ZONES
151 };
152
153 /*
154  * When a memory allocation must conform to specific limitations (such
155  * as being suitable for DMA) the caller will pass in hints to the
156  * allocator in the gfp_mask, in the zone modifier bits.  These bits
157  * are used to select a priority ordered list of memory zones which
158  * match the requested limits. See gfp_zone() in include/linux/gfp.h
159  */
160
161 /*
162  * Count the active zones.  Note that the use of defined(X) outside
163  * #if and family is not necessarily defined so ensure we cannot use
164  * it later.  Use __ZONE_COUNT to work out how many shift bits we need.
165  */
166 #define __ZONE_COUNT (                  \
167           defined(CONFIG_ZONE_DMA)      \
168         + defined(CONFIG_ZONE_DMA32)    \
169         + 1                             \
170         + defined(CONFIG_HIGHMEM)       \
171         + 1                             \
172 )
173 #if __ZONE_COUNT < 2
174 #define ZONES_SHIFT 0
175 #elif __ZONE_COUNT <= 2
176 #define ZONES_SHIFT 1
177 #elif __ZONE_COUNT <= 4
178 #define ZONES_SHIFT 2
179 #else
180 #error ZONES_SHIFT -- too many zones configured adjust calculation
181 #endif
182 #undef __ZONE_COUNT
183
184 struct zone {
185         /* Fields commonly accessed by the page allocator */
186         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;
187         /*
188          * We don't know if the memory that we're going to allocate will be freeable
189          * or/and it will be released eventually, so to avoid totally wasting several
190          * GB of ram we must reserve some of the lower zone memory (otherwise we risk
191          * to run OOM on the lower zones despite there's tons of freeable ram
192          * on the higher zones). This array is recalculated at runtime if the
193          * sysctl_lowmem_reserve_ratio sysctl changes.
194          */
195         unsigned long           lowmem_reserve[MAX_NR_ZONES];
196
197 #ifdef CONFIG_NUMA
198         int node;
199         /*
200          * zone reclaim becomes active if more unmapped pages exist.
201          */
202         unsigned long           min_unmapped_pages;
203         unsigned long           min_slab_pages;
204         struct per_cpu_pageset  *pageset[NR_CPUS];
205 #else
206         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
207 #endif
208         /*
209          * free areas of different sizes
210          */
211         spinlock_t              lock;
212 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
213         /* see spanned/present_pages for more description */
214         seqlock_t               span_seqlock;
215 #endif
216         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
217
218
219         ZONE_PADDING(_pad1_)
220
221         /* Fields commonly accessed by the page reclaim scanner */
222         spinlock_t              lru_lock;       
223         struct list_head        active_list;
224         struct list_head        inactive_list;
225         unsigned long           nr_scan_active;
226         unsigned long           nr_scan_inactive;
227         unsigned long           pages_scanned;     /* since last reclaim */
228         int                     all_unreclaimable; /* All pages pinned */
229
230         /* A count of how many reclaimers are scanning this zone */
231         atomic_t                reclaim_in_progress;
232
233         /* Zone statistics */
234         atomic_long_t           vm_stat[NR_VM_ZONE_STAT_ITEMS];
235
236         /*
237          * prev_priority holds the scanning priority for this zone.  It is
238          * defined as the scanning priority at which we achieved our reclaim
239          * target at the previous try_to_free_pages() or balance_pgdat()
240          * invokation.
241          *
242          * We use prev_priority as a measure of how much stress page reclaim is
243          * under - it drives the swappiness decision: whether to unmap mapped
244          * pages.
245          *
246          * Access to both this field is quite racy even on uniprocessor.  But
247          * it is expected to average out OK.
248          */
249         int prev_priority;
250
251
252         ZONE_PADDING(_pad2_)
253         /* Rarely used or read-mostly fields */
254
255         /*
256          * wait_table           -- the array holding the hash table
257          * wait_table_hash_nr_entries   -- the size of the hash table array
258          * wait_table_bits      -- wait_table_size == (1 << wait_table_bits)
259          *
260          * The purpose of all these is to keep track of the people
261          * waiting for a page to become available and make them
262          * runnable again when possible. The trouble is that this
263          * consumes a lot of space, especially when so few things
264          * wait on pages at a given time. So instead of using
265          * per-page waitqueues, we use a waitqueue hash table.
266          *
267          * The bucket discipline is to sleep on the same queue when
268          * colliding and wake all in that wait queue when removing.
269          * When something wakes, it must check to be sure its page is
270          * truly available, a la thundering herd. The cost of a
271          * collision is great, but given the expected load of the
272          * table, they should be so rare as to be outweighed by the
273          * benefits from the saved space.
274          *
275          * __wait_on_page_locked() and unlock_page() in mm/filemap.c, are the
276          * primary users of these fields, and in mm/page_alloc.c
277          * free_area_init_core() performs the initialization of them.
278          */
279         wait_queue_head_t       * wait_table;
280         unsigned long           wait_table_hash_nr_entries;
281         unsigned long           wait_table_bits;
282
283         /*
284          * Discontig memory support fields.
285          */
286         struct pglist_data      *zone_pgdat;
287         /* zone_start_pfn == zone_start_paddr >> PAGE_SHIFT */
288         unsigned long           zone_start_pfn;
289
290         /*
291          * zone_start_pfn, spanned_pages and present_pages are all
292          * protected by span_seqlock.  It is a seqlock because it has
293          * to be read outside of zone->lock, and it is done in the main
294          * allocator path.  But, it is written quite infrequently.
295          *
296          * The lock is declared along with zone->lock because it is
297          * frequently read in proximity to zone->lock.  It's good to
298          * give them a chance of being in the same cacheline.
299          */
300         unsigned long           spanned_pages;  /* total size, including holes */
301         unsigned long           present_pages;  /* amount of memory (excluding holes) */
302
303         /*
304          * rarely used fields:
305          */
306         const char              *name;
307 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
308
309 /*
310  * The "priority" of VM scanning is how much of the queues we will scan in one
311  * go. A value of 12 for DEF_PRIORITY implies that we will scan 1/4096th of the
312  * queues ("queue_length >> 12") during an aging round.
313  */
314 #define DEF_PRIORITY 12
315
316 /* Maximum number of zones on a zonelist */
317 #define MAX_ZONES_PER_ZONELIST (MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES)
318
319 #ifdef CONFIG_NUMA
320 /*
321  * We cache key information from each zonelist for smaller cache
322  * footprint when scanning for free pages in get_page_from_freelist().
323  *
324  * 1) The BITMAP fullzones tracks which zones in a zonelist have come
325  *    up short of free memory since the last time (last_fullzone_zap)
326  *    we zero'd fullzones.
327  * 2) The array z_to_n[] maps each zone in the zonelist to its node
328  *    id, so that we can efficiently evaluate whether that node is
329  *    set in the current tasks mems_allowed.
330  *
331  * Both fullzones and z_to_n[] are one-to-one with the zonelist,
332  * indexed by a zones offset in the zonelist zones[] array.
333  *
334  * The get_page_from_freelist() routine does two scans.  During the
335  * first scan, we skip zones whose corresponding bit in 'fullzones'
336  * is set or whose corresponding node in current->mems_allowed (which
337  * comes from cpusets) is not set.  During the second scan, we bypass
338  * this zonelist_cache, to ensure we look methodically at each zone.
339  *
340  * Once per second, we zero out (zap) fullzones, forcing us to
341  * reconsider nodes that might have regained more free memory.
342  * The field last_full_zap is the time we last zapped fullzones.
343  *
344  * This mechanism reduces the amount of time we waste repeatedly
345  * reexaming zones for free memory when they just came up low on
346  * memory momentarilly ago.
347  *
348  * The zonelist_cache struct members logically belong in struct
349  * zonelist.  However, the mempolicy zonelists constructed for
350  * MPOL_BIND are intentionally variable length (and usually much
351  * shorter).  A general purpose mechanism for handling structs with
352  * multiple variable length members is more mechanism than we want
353  * here.  We resort to some special case hackery instead.
354  *
355  * The MPOL_BIND zonelists don't need this zonelist_cache (in good
356  * part because they are shorter), so we put the fixed length stuff
357  * at the front of the zonelist struct, ending in a variable length
358  * zones[], as is needed by MPOL_BIND.
359  *
360  * Then we put the optional zonelist cache on the end of the zonelist
361  * struct.  This optional stuff is found by a 'zlcache_ptr' pointer in
362  * the fixed length portion at the front of the struct.  This pointer
363  * both enables us to find the zonelist cache, and in the case of
364  * MPOL_BIND zonelists, (which will just set the zlcache_ptr to NULL)
365  * to know that the zonelist cache is not there.
366  *
367  * The end result is that struct zonelists come in two flavors:
368  *  1) The full, fixed length version, shown below, and
369  *  2) The custom zonelists for MPOL_BIND.
370  * The custom MPOL_BIND zonelists have a NULL zlcache_ptr and no zlcache.
371  *
372  * Even though there may be multiple CPU cores on a node modifying
373  * fullzones or last_full_zap in the same zonelist_cache at the same
374  * time, we don't lock it.  This is just hint data - if it is wrong now
375  * and then, the allocator will still function, perhaps a bit slower.
376  */
377
378
379 struct zonelist_cache {
380         unsigned short z_to_n[MAX_ZONES_PER_ZONELIST];          /* zone->nid */
381         DECLARE_BITMAP(fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);      /* zone full? */
382         unsigned long last_full_zap;            /* when last zap'd (jiffies) */
383 };
384 #else
385 struct zonelist_cache;
386 #endif
387
388 /*
389  * One allocation request operates on a zonelist. A zonelist
390  * is a list of zones, the first one is the 'goal' of the
391  * allocation, the other zones are fallback zones, in decreasing
392  * priority.
393  *
394  * If zlcache_ptr is not NULL, then it is just the address of zlcache,
395  * as explained above.  If zlcache_ptr is NULL, there is no zlcache.
396  */
397
398 struct zonelist {
399         struct zonelist_cache *zlcache_ptr;                  // NULL or &zlcache
400         struct zone *zones[MAX_ZONES_PER_ZONELIST + 1];      // NULL delimited
401 #ifdef CONFIG_NUMA
402         struct zonelist_cache zlcache;                       // optional ...
403 #endif
404 };
405
406 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
407 struct node_active_region {
408         unsigned long start_pfn;
409         unsigned long end_pfn;
410         int nid;
411 };
412 #endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */
413
414 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
415 /* The array of struct pages - for discontigmem use pgdat->lmem_map */
416 extern struct page *mem_map;
417 #endif
418
419 /*
420  * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
421  * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
422  * zone denotes.
423  *
424  * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
425  * it's memory layout.
426  *
427  * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
428  * per-zone basis.
429  */
430 struct bootmem_data;
431 typedef struct pglist_data {
432         struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
433         struct zonelist node_zonelists[MAX_NR_ZONES];
434         int nr_zones;
435 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
436         struct page *node_mem_map;
437 #endif
438         struct bootmem_data *bdata;
439 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
440         /*
441          * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
442          * or node_spanned_pages stay constant.  Holding this will also
443          * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
444          *
445          * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
446          */
447         spinlock_t node_size_lock;
448 #endif
449         unsigned long node_start_pfn;
450         unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
451         unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page
452                                              range, including holes */
453         int node_id;
454         wait_queue_head_t kswapd_wait;
455         struct task_struct *kswapd;
456         int kswapd_max_order;
457 } pg_data_t;
458
459 #define node_present_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_present_pages)
460 #define node_spanned_pages(nid) (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
461 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
462 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    ((pgdat)->node_mem_map + (pagenr))
463 #else
464 #define pgdat_page_nr(pgdat, pagenr)    pfn_to_page((pgdat)->node_start_pfn + (pagenr))
465 #endif
466 #define nid_page_nr(nid, pagenr)        pgdat_page_nr(NODE_DATA(nid),(pagenr))
467
468 #include <linux/memory_hotplug.h>
469
470 void get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
471                         unsigned long *free);
472 void build_all_zonelists(void);
473 void wakeup_kswapd(struct zone *zone, int order);
474 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
475                 int classzone_idx, int alloc_flags);
476 enum memmap_context {
477         MEMMAP_EARLY,
478         MEMMAP_HOTPLUG,
479 };
480 extern int init_currently_empty_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
481                                      unsigned long size,
482                                      enum memmap_context context);
483
484 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMORY_PRESENT
485 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
486 #else
487 static inline void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end) {}
488 #endif
489
490 #ifdef CONFIG_NEED_NODE_MEMMAP_SIZE
491 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
492 #endif
493
494 /*
495  * zone_idx() returns 0 for the ZONE_DMA zone, 1 for the ZONE_NORMAL zone, etc.
496  */
497 #define zone_idx(zone)          ((zone) - (zone)->zone_pgdat->node_zones)
498
499 static inline int populated_zone(struct zone *zone)
500 {
501         return (!!zone->present_pages);
502 }
503
504 extern int movable_zone;
505
506 static inline int zone_movable_is_highmem(void)
507 {
508 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
509         return movable_zone == ZONE_HIGHMEM;
510 #else
511         return 0;
512 #endif
513 }
514
515 static inline int is_highmem_idx(enum zone_type idx)
516 {
517 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
518         return (idx == ZONE_HIGHMEM ||
519                 (idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem()));
520 #else
521         return 0;
522 #endif
523 }
524
525 static inline int is_normal_idx(enum zone_type idx)
526 {
527         return (idx == ZONE_NORMAL);
528 }
529
530 /**
531  * is_highmem - helper function to quickly check if a struct zone is a 
532  *              highmem zone or not.  This is an attempt to keep references
533  *              to ZONE_{DMA/NORMAL/HIGHMEM/etc} in general code to a minimum.
534  * @zone - pointer to struct zone variable
535  */
536 static inline int is_highmem(struct zone *zone)
537 {
538 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
539         int zone_idx = zone - zone->zone_pgdat->node_zones;
540         return zone_idx == ZONE_HIGHMEM ||
541                 (zone_idx == ZONE_MOVABLE && zone_movable_is_highmem());
542 #else
543         return 0;
544 #endif
545 }
546
547 static inline int is_normal(struct zone *zone)
548 {
549         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
550 }
551
552 static inline int is_dma32(struct zone *zone)
553 {
554 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
555         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
556 #else
557         return 0;
558 #endif
559 }
560
561 static inline int is_dma(struct zone *zone)
562 {
563 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
564         return zone == zone->zone_pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
565 #else
566         return 0;
567 #endif
568 }
569
570 /* These two functions are used to setup the per zone pages min values */
571 struct ctl_table;
572 struct file;
573 int min_free_kbytes_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *, 
574                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
575 extern int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1];
576 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
577                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
578 int percpu_pagelist_fraction_sysctl_handler(struct ctl_table *, int, struct file *,
579                                         void __user *, size_t *, loff_t *);
580 int sysctl_min_unmapped_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
581                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
582 int sysctl_min_slab_ratio_sysctl_handler(struct ctl_table *, int,
583                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
584
585 extern int numa_zonelist_order_handler(struct ctl_table *, int,
586                         struct file *, void __user *, size_t *, loff_t *);
587 extern char numa_zonelist_order[];
588 #define NUMA_ZONELIST_ORDER_LEN 16      /* string buffer size */
589
590 #include <linux/topology.h>
591 /* Returns the number of the current Node. */
592 #ifndef numa_node_id
593 #define numa_node_id()          (cpu_to_node(raw_smp_processor_id()))
594 #endif
595
596 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
597
598 extern struct pglist_data contig_page_data;
599 #define NODE_DATA(nid)          (&contig_page_data)
600 #define NODE_MEM_MAP(nid)       mem_map
601 #define MAX_NODES_SHIFT         1
602
603 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
604
605 #include <asm/mmzone.h>
606
607 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
608
609 extern struct pglist_data *first_online_pgdat(void);
610 extern struct pglist_data *next_online_pgdat(struct pglist_data *pgdat);
611 extern struct zone *next_zone(struct zone *zone);
612
613 /**
614  * for_each_pgdat - helper macro to iterate over all nodes
615  * @pgdat - pointer to a pg_data_t variable
616  */
617 #define for_each_online_pgdat(pgdat)                    \
618         for (pgdat = first_online_pgdat();              \
619              pgdat;                                     \
620              pgdat = next_online_pgdat(pgdat))
621 /**
622  * for_each_zone - helper macro to iterate over all memory zones
623  * @zone - pointer to struct zone variable
624  *
625  * The user only needs to declare the zone variable, for_each_zone
626  * fills it in.
627  */
628 #define for_each_zone(zone)                             \
629         for (zone = (first_online_pgdat())->node_zones; \
630              zone;                                      \
631              zone = next_zone(zone))
632
633 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
634 #include <asm/sparsemem.h>
635 #endif
636
637 #if BITS_PER_LONG == 32
638 /*
639  * with 32 bit page->flags field, we reserve 9 bits for node/zone info.
640  * there are 4 zones (3 bits) and this leaves 9-3=6 bits for nodes.
641  */
642 #define FLAGS_RESERVED          9
643
644 #elif BITS_PER_LONG == 64
645 /*
646  * with 64 bit flags field, there's plenty of room.
647  */
648 #define FLAGS_RESERVED          32
649
650 #else
651
652 #error BITS_PER_LONG not defined
653
654 #endif
655
656 #if !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_EARLY_PFN_TO_NID) && \
657         !defined(CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP)
658 #define early_pfn_to_nid(nid)  (0UL)
659 #endif
660
661 #ifdef CONFIG_FLATMEM
662 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
663 #endif
664
665 #define pfn_to_section_nr(pfn) ((pfn) >> PFN_SECTION_SHIFT)
666 #define section_nr_to_pfn(sec) ((sec) << PFN_SECTION_SHIFT)
667
668 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
669
670 /*
671  * SECTION_SHIFT                #bits space required to store a section #
672  *
673  * PA_SECTION_SHIFT             physical address to/from section number
674  * PFN_SECTION_SHIFT            pfn to/from section number
675  */
676 #define SECTIONS_SHIFT          (MAX_PHYSMEM_BITS - SECTION_SIZE_BITS)
677
678 #define PA_SECTION_SHIFT        (SECTION_SIZE_BITS)
679 #define PFN_SECTION_SHIFT       (SECTION_SIZE_BITS - PAGE_SHIFT)
680
681 #define NR_MEM_SECTIONS         (1UL << SECTIONS_SHIFT)
682
683 #define PAGES_PER_SECTION       (1UL << PFN_SECTION_SHIFT)
684 #define PAGE_SECTION_MASK       (~(PAGES_PER_SECTION-1))
685
686 #if (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT) > SECTION_SIZE_BITS
687 #error Allocator MAX_ORDER exceeds SECTION_SIZE
688 #endif
689
690 struct page;
691 struct mem_section {
692         /*
693          * This is, logically, a pointer to an array of struct
694          * pages.  However, it is stored with some other magic.
695          * (see sparse.c::sparse_init_one_section())
696          *
697          * Additionally during early boot we encode node id of
698          * the location of the section here to guide allocation.
699          * (see sparse.c::memory_present())
700          *
701          * Making it a UL at least makes someone do a cast
702          * before using it wrong.
703          */
704         unsigned long section_mem_map;
705 };
706
707 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
708 #define SECTIONS_PER_ROOT       (PAGE_SIZE / sizeof (struct mem_section))
709 #else
710 #define SECTIONS_PER_ROOT       1
711 #endif
712
713 #define SECTION_NR_TO_ROOT(sec) ((sec) / SECTIONS_PER_ROOT)
714 #define NR_SECTION_ROOTS        (NR_MEM_SECTIONS / SECTIONS_PER_ROOT)
715 #define SECTION_ROOT_MASK       (SECTIONS_PER_ROOT - 1)
716
717 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
718 extern struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS];
719 #else
720 extern struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT];
721 #endif
722
723 static inline struct mem_section *__nr_to_section(unsigned long nr)
724 {
725         if (!mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)])
726                 return NULL;
727         return &mem_section[SECTION_NR_TO_ROOT(nr)][nr & SECTION_ROOT_MASK];
728 }
729 extern int __section_nr(struct mem_section* ms);
730
731 /*
732  * We use the lower bits of the mem_map pointer to store
733  * a little bit of information.  There should be at least
734  * 3 bits here due to 32-bit alignment.
735  */
736 #define SECTION_MARKED_PRESENT  (1UL<<0)
737 #define SECTION_HAS_MEM_MAP     (1UL<<1)
738 #define SECTION_MAP_LAST_BIT    (1UL<<2)
739 #define SECTION_MAP_MASK        (~(SECTION_MAP_LAST_BIT-1))
740 #define SECTION_NID_SHIFT       2
741
742 static inline struct page *__section_mem_map_addr(struct mem_section *section)
743 {
744         unsigned long map = section->section_mem_map;
745         map &= SECTION_MAP_MASK;
746         return (struct page *)map;
747 }
748
749 static inline int valid_section(struct mem_section *section)
750 {
751         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT));
752 }
753
754 static inline int section_has_mem_map(struct mem_section *section)
755 {
756         return (section && (section->section_mem_map & SECTION_HAS_MEM_MAP));
757 }
758
759 static inline int valid_section_nr(unsigned long nr)
760 {
761         return valid_section(__nr_to_section(nr));
762 }
763
764 static inline struct mem_section *__pfn_to_section(unsigned long pfn)
765 {
766         return __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
767 }
768
769 static inline int pfn_valid(unsigned long pfn)
770 {
771         if (pfn_to_section_nr(pfn) >= NR_MEM_SECTIONS)
772                 return 0;
773         return valid_section(__nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn)));
774 }
775
776 /*
777  * These are _only_ used during initialisation, therefore they
778  * can use __initdata ...  They could have names to indicate
779  * this restriction.
780  */
781 #ifdef CONFIG_NUMA
782 #define pfn_to_nid(pfn)                                                 \
783 ({                                                                      \
784         unsigned long __pfn_to_nid_pfn = (pfn);                         \
785         page_to_nid(pfn_to_page(__pfn_to_nid_pfn));                     \
786 })
787 #else
788 #define pfn_to_nid(pfn)         (0)
789 #endif
790
791 #define early_pfn_valid(pfn)    pfn_valid(pfn)
792 void sparse_init(void);
793 #else
794 #define sparse_init()   do {} while (0)
795 #define sparse_index_init(_sec, _nid)  do {} while (0)
796 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
797
798 #ifdef CONFIG_NODES_SPAN_OTHER_NODES
799 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (early_pfn_to_nid(pfn) == (nid))
800 #else
801 #define early_pfn_in_nid(pfn, nid)      (1)
802 #endif
803
804 #ifndef early_pfn_valid
805 #define early_pfn_valid(pfn)    (1)
806 #endif
807
808 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end);
809 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int, unsigned long, unsigned long);
810
811 /*
812  * If it is possible to have holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES, then we
813  * need to check pfn validility within that MAX_ORDER_NR_PAGES block.
814  * pfn_valid_within() should be used in this case; we optimise this away
815  * when we have no holes within a MAX_ORDER_NR_PAGES block.
816  */
817 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
818 #define pfn_valid_within(pfn) pfn_valid(pfn)
819 #else
820 #define pfn_valid_within(pfn) (1)
821 #endif
822
823 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
824 #endif /* __KERNEL__ */
825 #endif /* _LINUX_MMZONE_H */